2024年, 第48卷, 第4期　
刊出日期：2024-04-20

  

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本刊特约
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  固态电池硬碳复合负极的制备及其性能研究

  贺晨晨, 余海天, 李敏慧, 邵钦君, 陈剑

  电源技术. 2024, 48(4): 537-549. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.001

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  固态锂离子电池在安全性和能量密度方面有超过传统锂离子电池的潜力。作为电池的重要组成部分,高性能固态负极的研究和开发具有重要意义。硬碳在充放电过程中的体积变化较小,有利于维持与固体电解质(膜)的物理接触,是固态锂离子电池负极材料的首选之一。在电极中构建良好的离子和电子传导网络是制备高性能固态负极的关键。首次利用硬碳为活性物质、锂化的全氟磺酸(Li-Nafion)树脂与Li_6.4La₃Zr_1.6Ta_0.6O₁₂(LLZTO)的复合物同时作为粘结剂和电极内部固体电解质研制了固态复合负极。运用电化学测试和XPS表征,探究了固态复合负极中不可逆容量的来源。通过优化复合负极的组成和结构,实现了硬碳复合负极的稳定循环。所研制的固态复合电极在70 ℃下循环180次的平均库仑效率为99.82%。以Li-Nafion膜作为电池的固体电解质隔膜,将经预锂化处理的硬碳复合负极与磷酸铁锂正极组装了全电池。该电池稳定循环400次,平均库仑效率达99.80%。此外,该复合负极与单晶LiNi_0.6Co_0.1Mn_0.3O₂(NCM613)组装的固态软包电池,首次放电比容量以正极材料计为154.4 mAh/g,首次库仑效率为84.66%,充放电循环30次的平均库仑效率为98.51%。
行业评论
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  2023年锂电池行业发展形势与未来展望

  郁济敏

  电源技术. 2024, 48(4): 550-553.

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综述
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  不同老化阶段的锂离子电池热特性研究进展

  李爱东, 刘丹丹, 陈永翀, 何颖源

  电源技术. 2024, 48(4): 554-567. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.002

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  研究锂离子电池不同老化阶段的热特性对于锂离子电池全寿命周期安全运行控制具有重要意义。首先梳理了不同老化阶段电池本征热特性参数和产热特性参数的实验研究进展,厘清相关参数随电池老化阶段变化的规律和内在机理;结合锂离子电池热特性研究的电模型、热模型和老化模型的全面综述与分析,总结了锂离子电池不同老化阶段的产热及温升随环境温度和倍率的变化规律。相关工作可为锂离子电池全生命周期热特性变化和热管理策略研究提供参考。
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  废旧镍钴锰酸锂正极材料的固相直接修复再生技术

  朱俊峰, 田俊行, 吴科奇, 王峰, 姜煜煜, 孙学义, 庄卫东

  电源技术. 2024, 48(4): 568-583. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.003

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  近年来,随着新能源汽车领域的快速发展,锂离子动力电池的出货量不断增加,三元锂离子电池因其优异的高能量密度性能已被广泛应用于便携式电子设备和新能源汽车等领域。随着锂离子电池即将迎来“退役”高峰,镍钴锰酸锂正极材料作为锂离子电池中最为关键的电极材料之一,其高效绿色循环利用具有重要的资源、环境、经济及战略意义。目前传统的镍钴锰酸锂正极材料回收技术以火法冶金和湿法冶金为主,这些方法可以从废弃的正极材料中提取高附加值金属,但普遍存在污染大、能耗高、循环周期长等问题。固相直接修复再生技术能够直接对废旧正极材料进行修复,实现正极材料的结构、组分及电化学性能的有效恢复,因其具有工艺简单、绿色高效等优势而受到广泛的关注。围绕固相直接修复再生技术,系统阐述镍钴锰酸锂正极材料的失效机制和修复机理,详细分析焙烧温度、焙烧气氛以及补锂工艺对固相修复再生镍钴锰酸锂正极材料结构和性能的影响及其作用机理,并指出了目前固相直接修复再生技术存在的问题,展望了该技术的未来前景。
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  “全面禁燃”下海南退役动力电池回收利用探讨

  万术伟, 郭国柱, 吴松

  电源技术. 2024, 48(4): 584-590. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.004

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  谋划构建动力电池回收利用体系对于坚持生态立省的海南至关重要,同时也将助力海南打造新的低碳循环经济增长极。海南拥有一定量的退役动力电池应用场景,但是汽车产业基础薄弱,回收利用市场仍处于前期培育阶段,宜提前进行回收利用产业布局,为2030年岛内“全面禁售燃油车”提供支撑。一方面需要尽快建立动力蓄电池回收利用溯源信息管理系统,实现动力电池进出岛“管得住”,另一方面需充分发挥海南自由贸易港区位特点以及在税收、货物贸易便利化等政策赋能方面优势,结合未来海南退役动力电池规模适量布局回收利用项目,并在前期采取政策扶持和加强行政监管力度等举措培育产业发展。
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  财政补贴对我国新能源汽车产业发展的影响

  张智全, 付甜甜, 万力, 任杰

  电源技术. 2024, 48(4): 591-594. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.005

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  在全球“减碳”的大背景下,新能源汽车已成为汽车产业发展的一大趋势和新的竞争点。我国为实现新能源汽车产业技术领先和换道超车传统汽车产业大国,出台了一系列的补贴政策。这些补贴政策不仅改善了我国新能源汽车的市场竞争力,也在技术创新、产业链发展、市场拓展等方面产生了深远的影响。然而,随着财政补贴退坡阶段以及后补贴时代的来临,我国新能源汽车产业将面临新的挑战。回顾了近些年来国家出台的部分重要的财务补贴政策,分析了财政补贴对新能源汽车产业发展的影响,最后对“后补贴”时代的新能源汽车技术创新和产业发展进行了展望。
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  PEMFC金属极板电化学腐蚀评价方法研究进展

  李威, 焦道宽, 王睿迪, 郝冬, 郭志军

  电源技术. 2024, 48(4): 595-605. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.006

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  质子交换膜燃料电池是一种化学能转换成电能且清洁、可靠、高效的能源装置,其耐久性是阻碍其商业化的最大难题,其中极板是质子交换膜燃料电池关键部件之一。质子交换膜燃料电池工作条件为酸性环境,金属极板腐蚀会产生离子导致催化剂中毒和失活,或氧化金属极板形成钝化膜,引起界面接触电阻增加,导致燃料电池输出性能下降。介绍了近年来金属极板耐电化学腐蚀特性的评价方法,并对表面涂层技术按照工艺及基材种类进行了分类总结,指出了金属极板的未来发展方向。
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  热电池反应界面研究进展

  田雨萌, 刘海瑞, 田原, 张梦起

  电源技术. 2024, 48(4): 606-611. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.007

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  电化学反应的前提是形成正负极与电解质的界面,由于热电池反应温度高,环境复杂,导致其界面状态难以表征。从界面角度出发,分别从负极-电解质界面、正极-电解质界面以及正极-加热药界面剖析了反应机理,并对当前的研究进展进行了综述,对未来的发展方向进行了展望。
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  太阳电池无主栅互联封装技术研究进展

  雷楠, 左燕, 郭永刚, 王锐, 孙蛟, 杨紫琪, 雷鸣宇

  电源技术. 2024, 48(4): 612-621. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.008

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  采用无主栅技术降低银浆成本是降低太阳电池组件成本的一个重要方向。主要阐述了无主栅电池组件技术的优势和发展历程,总结对比了覆膜互联、点胶互联、焊接点胶互联几种不同的无主栅电池互联封装工艺,论述了无主栅互联封装技术引入的低温焊丝、聚合物膜新材料、无主栅电池组件的热循环可靠性及不同互联方案对无主栅电池金属化图形的要求,最后对无主栅技术面临的挑战及优化方向进行了展望。
研究与设计：化学电源
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  全固态锂硫电池电极及电解质膜的制备及性能研究

  吕忠伟, 彭锦雪, 郑陈熙, 龚正良

  电源技术. 2024, 48(4): 622-627. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.009

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  全固态锂硫电池(ASSLSBs)兼具高能量密度与高安全性,被认为是最具潜力的下一代储能体系候选者之一,然而目前实验室使用的粉末冷压技术并不适合实际应用。因此,开发合适的工艺大规模制备固态电解质膜以及复合正极对促进全固态锂硫电池的实际化应用具有重要意义。以二甲苯作为溶剂,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)作为粘结剂,通过浆料涂布工艺制备了具有高离子电导率(4.7×10^-4 S/cm)的自支撑硫化物固态电解质膜以及高硫含量(50%质量分数)、高硫载量(4~5 mg/cm²)的复合硫正极极片,并研究了其性能。研究表明：SEBS质量分数为3%时,电解质膜兼具柔性及高离子电导率;SEBS质量分数为1%的复合硫正极极片表现出良好的电化学性能。使用固态电解质膜与复合正极极片组装的全固态锂硫电池首次放电比容量可达742.9 mAh/g。
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  锂硫软包电池容量衰减的失效分析

  杨幸遇, 张涛, 高文超, 刘艳侠

  电源技术. 2024, 48(4): 628-633. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.010

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  采用原位与非原位相结合的方法,将锂硫软包电池循环失效的容量损失进行定量化分析,主要包括可逆容量损失和不可逆容量损失。根据表征实验拆分,可逆容量损失主要由电流极化、电解液缺失和电芯极片膨胀导致的容量损失组成,不可逆容量损失主要由负极沉积硫化锂、隔膜黏附多硫化锂和电解液溶解等容量损失组成。通过计算对比,造成锂硫软包电池循环失效的主要因素为锂金属负极的粉化和硫化锂的沉积(约占47%),其次为隔膜黏附多硫化物约25%。可针对造成循环失效的主要因素进行重点改善,提升锂硫电池的循环性能,推动实用化进程。
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  Li-Al LDH固态电解质及其Cs⁺掺杂研究

  张叶涵, 温舒晴, 郑淞生, 王兆林

  电源技术. 2024, 48(4): 634-640. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.011

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  固态电池因其所具有的高能量密度和高安全性而极具发展前景,而开发离子电导率高的固态电解质是固态电池发展的一大关键问题。通过水热法制备了一种锂铝水滑石材料(Li-Al LDH),并对其结构与形貌、热稳定性、电化学性能进行了表征。从XRD和SEM分析可以看出,Li-Al LDH在180 ℃条件下仍然保持稳定,EIS测试结果表明Li-Al LDH的离子电导率为8.25×10^-5 S/cm。进一步对Li-Al LDH进行了Cs⁺掺杂研究,结果表明,对Li-Al LDH成功实现了Cs⁺掺杂,且所制得的Li-Al LDH(Cs0.1)样品,其离子电导率约为5.2×10^-4 S/cm,达到了现有氧化物固态电解质离子电导率水平。研究表明Cs⁺掺杂的Li-Al LDH作为锂电池固态电解质具有潜在的应用前景。
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  一种高倍率磷酸铁锂正极材料前驱体磷酸铁的制备

  郭米艳, 张伟, 李锦, 徐善皖, 韩洁

  电源技术. 2024, 48(4): 641-647. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.012

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  磷酸铁的颗粒、形貌对磷酸铁锂的性能起至关重要的作用。现有氨法工艺制备的磷酸铁具有颗粒尺寸大、颗粒分布不均匀的缺点,影响了磷酸铁锂锂离子扩散速度。在现有氨法工艺上进行优化：在浆料中同时加入酸碱调节剂,陈化过程升温保温后得到晶体结构NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2 H₂O的碱式磷酸铁铵,干燥煅烧获得高性能无水磷酸铁。所制备的无水磷酸铁具有一次颗粒40~50 nm、颗粒分布均匀规则、比表面积12~13 m²/g、物料疏松、杂质含量低等特点,采用此种磷酸铁制备的磷酸铁锂倍率性能高,10 C放电比容量大于145 mAh/g。
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  基于实时阻抗估计的析锂检测

  常春, 易翔, 姜久春, 田爱娜, 高洋

  电源技术. 2024, 48(4): 648-654. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.013

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  提出一种基于动态电化学阻抗谱(DEIS)技术的锂离子电池阻抗分析的析锂检测方法。在充电电流上叠加正弦电流,实时检测电池低频阻抗虚部,当充电早期低频阻抗虚部出现谷值特征点,则表明在该条件下析锂已经发生。在多个温度和充电电流下检测了两类锂离子电池。通过电压弛豫曲线法验证了所提出的DEIS技术的有效性。实验结果表明,所提方法能够有效检测不同温度、倍率的三元锂和钴酸锂电池发生的析锂现象,可有效降低析锂发生率,支持新的快速充电方式开发以优化获得最优充电时间。
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  基于并联-倾斜流道液冷板的锂电池组大倍率放电液冷散热研究

  樊旭, 孟超, 张鹏, 赵英汝

  电源技术. 2024, 48(4): 655-664. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.014

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  以方形磷酸铁锂电池组为研究对象,在传统的并联流道液冷板结构基础上进行优化设计,提出了并联-倾斜流道液冷板,对两种液冷板下6 C大倍率放电的电池组散热性能进行对比。随后,对并联-倾斜流道液冷板开展单因素分析,研究在不同冷却液质量流量和液冷板结构参数(流道宽度、入口宽度和流道倾斜角度)下对电池组散热性能的影响。最后,设计正交实验对获得的仿真结果进行极差分析,结果表明并联-倾斜流道液冷板最优的结构参数组合是流道宽度12 mm,入口流道宽度15 mm,流道角度70°,质量流量30 g/s。在相同的30 g/s质量流量下,最优结构参数组合下电池组的最大温度、最大温差和液冷板的压降相比并联流道液冷板结构分别下降了0.45%、2.96%和29.08%。
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  锂电池储能柜散热设计及试验研究

  司威, 罗军, 陈晨, 田刚领, 李娟

  电源技术. 2024, 48(4): 665-670. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.015

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  以锂离子电池储能柜为研究对象,开展了电池模块单侧进风和两侧进风两种结构储能柜散热设计,利用ANSYS FLUENT仿真软件分析了两种结构储能柜气流场和温度场分布特性,根据仿真结果优选电池模块两侧进风的储能柜散热结构,完成储能柜制造及温度性能测试研究。电池模块两侧进风的储能柜温度试验结果表明,储能柜0.5P恒功率运行工况下,可以保证储能柜内电池表面最大温升不超过8 ℃,最大温差不超过4 ℃,说明设计的两侧进风散热结构能够显著提高储能柜电池温度一致性。
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  锂电池在机械滥用下的耦合仿真模型研究

  李杰, 张云龙, 何永全, 汤元会

  电源技术. 2024, 48(4): 671-678. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.016

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  随着新能源汽车保有量的增加,因锂电池故障而引起的起火、爆炸等问题引起了各界的密切关注。锂电池在机械滥用下的热失控行为复杂、实验成本高、可重复性低,难以为研究提供有效、完备的数据。因此,利用高置信度仿真模型研究和评估锂电池的安全性能是一种可行的途径。基于Ls-Dyna软件建立了锂电池机-电-热耦合仿真模型。结果表明,该模型能够准确预测电池在受到压痕时的机械响应和电响应,且能合理地模拟电池的温度分布,具有较高的置信度。利用该模型对控制因素(压头半径,冲压方式)进行了研究,并综合分析了相关参数对锂电池安全性能的影响。所获得的结果可为车载锂电池包的设计和安全系统构建提供参考。
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  基于进化算法与数据驱动的锂离子电池寿命预测

  周继香, 闫泽远, 李淼林

  电源技术. 2024, 48(4): 679-684. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.017

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  锂离子电池因其长寿命而导致其设计和测试周期较长,因此,建立一个锂离子电池寿命预测模型对锂离子电池的开发和测试具有重要意义。基于数据驱动的锂离子电池寿命预测是一种有前景的预测方法,它可以在不需要专业知识的情况下进行预测。但是,基于数据驱动的预测方法对数据的要求较高,同时,大量的数据特征可能会降低学习模型的精度。为了解决这个问题,提出了一种基于进化算法的特征选择策略,该策略利用进化算法对锂离子电池训练数据的特征进行筛选,从而提高算法的精度。最终的实验结果在麻省理工学院提出的测试集上表现出了良好的效果。
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  基于PSO-CNN的储能锂离子电池组荷电状态评估

  李肖辉, 肖亚哲, 田志国, 王京, 李晶晶

  电源技术. 2024, 48(4): 685-692. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.018

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  将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的权值和阈值作为粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的粒子,将CNN的损失函数作为PSO的适应度函数,从而构建PSO-CNN算法对储能锂离子电池组的荷电状态(state of charge,SOC)进行预测。以储能系统现场采集的充放电数据为样本,分别采用本文算法、基于PSO优化的支持向量机(support vector machine,SVM)、CNN进行训练,并在完整充放电数据集上对比3种算法的预测效果。结果表明本文算法收敛性好、预测精度高。最后采用另一储能现场的数据验证本文算法具有良好的鲁棒性,可以广泛适用于储能系统锂离子电池组SOC的在线预测。
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  高可靠性电池管理系统设计及IAP在线升级

  孙成虎, 张艳荣, 李涛, 杨烨, 梅军

  电源技术. 2024, 48(4): 693-700. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.019

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  针对大功率储能系统需求,开发了一款由AVP32F335为核心处理芯片,MT9804为电池管理芯片的高可靠性电池管理系统,并基于此开发出上位机监控平台。系统与各设备采用独立的CAN总线进行信息交互,实现了多达120串单体电池包的电压和温度监测,可扩展性强。对系统各模块进行了可靠性设计：针对大电流、高电压以及强电磁干扰等恶劣环境,设置电气隔离,增加外围保护电路;对于系统各模块供电,设计了二次电源监控电路,实时跟踪其运行状态。对于BMS装盖密封不便于现场开箱下载更新程序,设计了基于CAN总线的IAP在线升级方法,并具有防升级失败功能,避免了由于突然掉电等因素导致系统无法重新运行的情况。结果表明,经过一系列冲击测试后,系统仍能稳定运行。系统实现了信息采集、故障报警与分析、数据存储与读取以及在线升级等功能,达到了预期的设计要求。
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  液冷型燃料电池热管理子系统建模与控制研究

  刘如意, 王哲, 李玲莲, 姜挥

  电源技术. 2024, 48(4): 701-710. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.020

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  温度是影响燃料电池系统性能的关键因素之一,利用热管理子系统实现良好的温度控制是提高燃料电池性能及寿命的重要手段。针对液冷型燃料电池热管理子系统,在分析其结构及工作原理的基础上,利用机理及经验公式建立完整的热管理系统模型,并利用该模型分析燃料电池的温度特性,仿真结果表明合适的温度能够有效提高系统性能。制定相应的控制策略实时调节冷却系统进而实现电堆温度控制,采用流量跟随的方法削弱了控制变量间的耦合作用,仿真结果表明该控制策略能够实现电堆温度的有效控制,在负载连续变化的情况下将出口温度及温差稳定在理想范围内。
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  基于Thermolib的低氢压PEMFC建模及仿真分析

  王璇, 郭健翔, 韦庆生, 李晓锦

  电源技术. 2024, 48(4): 711-717. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.021

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  重点研究了低氢压条件下质子交换膜燃料电池动态性能的数学仿真模型。不同于传统的搭建电堆各个模块的方式,此模型是基于MATLAB/Simulink环境下的Thermolib全参数化燃料电池仿真模型库建立的PEMFC电堆模型。讨论了氢氧供气压力、流量、电池操作温度等参数变化对电堆输出性能的影响。仿真结果表明,该模型可以很好地模拟出低氢压条件下电池的输出特性和动态响应,并且与实验数据有较好的吻合,反映出所建立模型具备很高的正确性、可操作性和有效性,为后续建立燃料电池系统模型和了解其动态行为奠定了良好的基础。
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  不同金属掺杂的五氧化二钒在水系锌离子电池中的应用

  孙庆贺, 胡靓, 蔡宏琨, 倪牮, 张建军

  电源技术. 2024, 48(4): 718-724. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.022

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  随着新能源的不断发展,对新型储能设备需求不断增加。可充电水系锌离子电池(ZIBs)因价格低廉、储量丰富和绿色环保等优点备受关注。五氧化二钒具有独特的层状结构,利于锌离子的嵌入/脱出。通过水热法制备V₂O₅、Ag_0.3V₂O₅(AVO)、Mg_0.25V₂O₅(MVO)并应用于水系锌离子电池中,XRD、SEM、TEM等测试分析了材料形貌和结构,金属Ag和Mg元素的掺杂有效改善了五氧化二钒纳米线形貌结构,并取得优异的电化学性能。深入探究电池内部反应机理,发现了Zn₂(V₃O₈)₂中间相形成对材料性能产生的影响。不同价态的离子掺杂对钒基氧化物形貌和电化学性能产生了不同的影响,体现的金属离子“支柱效应”显著改善了电池的容量和寿命。
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  纳米FeSe₂正极材料制备与镁电池中性能表征

  王利诚, 徐昊, 李钊, 邹建新

  电源技术. 2024, 48(4): 725-731. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.023

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  采用溶剂热法,利用表面活性剂的分散作用成功合成了FeSe₂纳米颗粒,将其作为正极材料组装可充镁电池,并进行电化学性能测试。结果显示,FeSe₂正极在100 mA/g电流密度下首次放电比容量为119 mAh/g,并在循环过程中展现出比容量的逐渐升高,在循环48次后获得最大放电比容量628 mAh/g,同时具有良好的循环稳定性,在100次循环后仍保持581 mAh/g的放电比容量。非原位TEM、XPS和同步辐射软X射线吸收谱分析表明,FeSe₂正极在循环过程中,铜集流体会参与正极电化学反应并形成含铜化合物,在正极材料中形成导电通路,这有利于电化学反应过程中电子的转移。因此,FeSe₂纳米颗粒充分参与正极转化反应,并展现出高容量和长循环稳定性,为镁电池中的集流体和硒族化合物的匹配性设计提供了新的思路。
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  低温热处理对聚苯胺微观结构及电化学性能的影响研究

  万凯, 初蕾, 朱志斌, 王玮

  电源技术. 2024, 48(4): 732-736. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.024

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  采用电化学循环伏安法,通过改变聚合条件,在碳布上可控沉积了少量的聚苯胺。在不破坏聚苯胺分子链结构的基础上,对其进行了低温热处理,并对热处理前后的聚苯胺微观结构及电化学性能进行了表征和测试。结果表明,低温热处理可以显著改变聚苯胺的微观形貌,使聚苯胺分子链均匀铺展,团聚现象明显减少。经过200 ℃低温热处理后的聚苯胺其电化学性能有了明显改善,获得了更大的比容量、更高的倍率性能和更长的循环寿命。在1.0 A/g的电流密度下,比电容为207.58 F/g,经1 000次循环后容量保持率相较于低温热处理前提高了18.06%。
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  水中兵器锂原电池健康状态预测技术探究

  董理, 王小二, 蒋培, 周奇郑, 郭彭

  电源技术. 2024, 48(4): 737-742. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.025

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  锂原电池作为高效、清洁能源,在水中兵器装备中广泛应用,但是在长期贮存和使用过程中,暴露出了一些故障及安全隐患,因此对电池进行健康状态预测及对故障进行机理研究极为重要。针对锂原电池的故障及应用需求,梳理分析现有研究基础以及困难等,借鉴锂离子电池的成熟技术,探究性地对锂原电池故障模式、故障机理进行了分析,提出了状态预测技术的研究思路和方法,为水中兵器锂原电池健康状态预测技术体系的构建和研究提供了参考。
研究与设计：物理电源
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  基于SKD-HH分段级联器件与GPHS的RTG输出性能计算

  何虎, 夏时雨, 武伟名, 桑雨柔

  电源技术. 2024, 48(4): 743-748. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.026

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  Pu-238放射性同位素温差发电器(RTG)在深空探测中具有广泛应用。基于先进热电材料CoSb₃填充方钴矿和半赫斯勒材料,设计了六π对构型分段级联器件。在此基础上,结合通用模块化热源GPHS,设计了一种面向深空应用的80 W级RTG,采用有限元软件Ansys计算了其在深空环境温度下的电性能输出和温度分布。该RTG最大输出功率80.3 W,转换效率8.36%,设计转换效率达到了美国eMMRTG的水平。
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  自适应免疫粒子群算法在光伏MPPT中的应用

  李练兵, 王兰超, 朱乐, 韩琪琪, 杨少波

  电源技术. 2024, 48(4): 749-754. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2024.04.027

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  光伏阵列在局部遮阴条件下,其P-U特性曲线呈多峰特性,传统的最大功率点跟踪(MPPT)算法容易陷入局部最优,而无法追踪到最大功率点。粒子群(PSO)算法适用于复杂多极值的寻优问题,因而在多峰值MPPT中得到广泛应用。针对粒子群算法寻优过程中易早熟收敛至局部最优、迭代后期收敛速度慢以及精度低等问题,提出了一种自适应免疫粒子群算法。该算法对惯性权重和学习因子进行自适应调整,并且与免疫算法相结合。仿真结果表明：该算法在静态局部遮阴以及动态局部遮阴条件下,均能追踪到最大功率点,并且收敛速度更快,精度更高,稳定性更好。