锂离子电池(LIB)因其能量密度高、循环寿命长而被广泛用于移动储能。然而,锂资源的有限严重限制了其在大规模储能领域的应用。近年来,钠离子电池(SIB)由于成本低、安全性高等优点,成为了LIB有前途的替代品。硬碳具有较低的氧化还原电位、稳定的结构、较大层间距和相对较低的成本,被广泛用作SIB的负极材料。然而,硬碳负极较差的倍率性能和较低的首次库仑效率限制了SIB的性能。综述了钠离子电池硬碳负极的研究进展,包括硬碳储钠机理、前驱体选择以及制备工艺对硬碳性能的影响。

针对软包电芯生产过程中出现外观变形的问题,首先结合电芯的生产制程全过程分析了可能的变形机理,然后针对化成分容工序,提出了减小分容电流、加压分容和满电化成等一系列解决方案,最后展开实验验证。实验结果表明,加热加压满电化成能有效地优化外观不良、减小电芯的堆叠厚度,同时改善界面提高电芯的循环性能。但是满电化成后的老化阶段会消耗活性物质,导致电芯容量下降。因此,在电芯满电化成改进外观后进一步调整降低电芯荷电态,可以减少电芯容量的损耗,从而取得最佳的改善效果。

锂离子电池以高能量密度、高功率密度和长使用寿命的特点被广泛应用于储能系统中。在长期运行状态下,可用容量的准确估计是储能系统参与电力调节的关键。为了解决这一问题,提出了一种基于奇异值分解的双自适应无迹卡尔曼滤波算法(singular value decomposition-double adaptive unscented Kalman filter, SVD-DAUKF)的锂离子电池可用容量损失估计方法。构建了考虑老化的电池可用容量表达式;利用SVD-DAUKF算法结合等效电路模型,进行模型参数辨识和电池荷电状态估计;结合参数辨识结果和可用容量定义,在1 C下进行可用容量损失估计结果的验证,可用容量损失估计误差低于4%。

针对硅基负极体积膨胀大,在电池循环过程中易从集流体上脱落的问题,提出了石墨烯涂层改性铜箔集流体的创新思路。石墨烯涂覆增加了集流体表面的粗糙度,从而使集流体与活性物质的粘附力增强,抑制硅基负极中集流体与活性物质脱离的现象发生。与使用商业铜箔集流体的电池相比,使用石墨烯涂层改性铜箔集流体的电池在倍率性能和循环稳定性方面均有明显提升。使用石墨烯涂层改性铜箔集流体的电池在2 C高倍率下,硅基负极放电比容量为467.2 mAh/g;在0.2 C循环80次后,容量保持率仍超过50%,而使用常规铜箔作为集流体的电池容量保持率仅为18.2%。

锂离子电池主导了便携式电子产品和电动汽车市场、储能市场,锂的成本和资源可用性也越来越受到关注。钠离子电池被认为是电网级能量存储系统的理想选择。然而,在钠离子电池实现商业化应用之前,仍有各种挑战需要克服,其中,初始库仑效率低是制约钠离子全电池实际能量密度提升的关键问题。分析了钠离子电池低初始库仑效率的影响因素,包括在初始循环过程中因电解液分解形成的固体电解液界面膜、较差的钠离子嵌入/脱出可逆性、缺陷和表面官能团影响等。总结了结构/形貌设计、表面改性、电解液优化等提高钠离子电池初始库仑效率的策略,对于推动与实现高能量密度钠离子电池的实际应用具有重要意义。

采用溶剂热法和高温煅烧法制备了FeF₃-FeF₂正极材料,并对其物理和电化学性能进行了表征。结果表明：FeF₃-FeF₂正极材料的比表面积为11.8 m²/g,远大于FeS₂的比表面积(0.5 m²/g)。FeF₃-FeF₂正极材料的初始热分解温度为850 ℃,比FeS₂高出300 ℃,比CoS₂高出200 ℃。FeF₃-FeF₂单体电池的空载电压为3.22 V,远高于FeS₂的空载电压(2.05 V)。LiB/LiF-LiCl-Li₂SO₄/FeF₃-FeF₂单体电池在电流密度150 mA/cm²下的初始放电电压为2.65 V,截止电压1.5 V,能够放电308 s,放电比容量达到160.4 mAh/g,较LiCl-KCl和LiF-LiCl-LiBr电解质体系提高75.3%和43.5%,表现出更长的工作时间。因此,对于高电压、高比能量和高比功率热电池的研制,FeF₃-FeF₂是一种极具前景的热电池正极材料。

以磷酸铁为铁源,通过碳热还原法制备出磷酸铁锂(LFP)材料,改变进料速度和粉碎压力对LFP进行粉碎,得到具有不同粒度分布的LFP成品。将LFP成品与导电剂、粘结剂一起匀浆并涂覆到集流体上,组装成电芯。结果表明：0.75 kg/h进料速度或21 m³/h粉碎压力下得到的LFP成品,D_max在20 μm以内,浆料细度在35 μm以下,极片压实密度≥2.44 g/m³,电芯0.1 C放电比容量≥159 mAh/g,兼具良好的加工性和电性能。

采用高镍三元正极材料和硅碳复合负极材料,通过对负极材料选型、电极面密度参数优化,成功制备出容量大于3.6 Ah的18650型锂离子电池。该18650电池体积比能量达到751 Wh/L,可3 C放电,工作温度范围为–40~60 ℃。电池具备良好的倍率性能、循环性能、低温放电性能、高温放电性能,综合性能良好,能满足用电设备的宽温域、长循环使用要求。

无负极锂金属电池因极高的理论容量、能量密度和低成本的优势成为学术热点。但由于铜箔的疏锂性和金属锂的高活性,导致了锂沉积/剥离不均匀,从而产生锂枝晶和锂消耗过快等诸多问题,限制了实际应用。对无负极锂金属电池的优势、挑战以及解决方案进行了全面梳理,从修饰集流体、构筑稳定固态电解质界面(SEI)膜、引入补锂技术以及优化电解液四个改进策略进行了详细论述,并讨论了负极侧影响金属锂沉积/剥离的机制、正极额外锂源的优势以及电解液对无负极锂金属电池可逆性的影响,总结了四种策略的优缺点和未来的发展方向。

硅基负极材料存在体积膨胀、表面稳定性差和导电性低的问题。通过硅形貌调控、立体导电网络构筑、多孔结构构造和碳包覆的方法,制备了多孔硅碳复合材料。基于硅不同晶面离解能的不同,球磨获得硅纳米片。将含硅纳米片、碳纳米管(CNT)和石墨的浆料,喷雾干燥,获得硅纳米片和CNT自组装形成多孔结构。对多孔结构进行液相碳包覆,使多孔结构内的纳米硅和整个多孔结构表面形成碳包覆层,获得多孔硅碳复合材料。扣电测试显示,该材料可逆比容量为1 000.8 mAh/g,首次循环效率高达93.9%,全电测试显示优异的1 C特性和较好的循环稳定性,这主要得益于立体导电网络的构建、多孔结构的构造和双重碳包覆的形成,提高了硅基材料的导电性,缓解了体积膨胀,提高了表面稳定性。

为实现对动态工况下质子交换膜燃料电池(PEMFC)的老化预测,并提升门控循环单元网络(GRU)的预测能力,提出了一种将时间卷积网络(TCN)、注意力机制(Attention)和GRU结合起来的TCN-GRU-A预测方法,通过引入TCN层提升GRU特征提取能力,并用注意力机制对GRU输出特征进行加权以提升预测精度。采用PEMFC动态耐久实验数据集进行验证,通过与多种深度学习模型的预测结果对比表明：在对全电流负载数据和定电流负载数据进行的预测中,该预测方法均具有更小的预测误差和更好的拟合度。

固态锂金属电池以其突出的安全性与高理论比容量成为目前最具发展前景的锂电池技术。在构建高比能固态锂电池体系时,如何较好地解决正极与固体电解质之间的界面问题以及二者之间的兼容性,是高安全性和高比能量固态锂电池技术的痛点之一。通过对固体电解质膜机械特性改性、正极/电解质界面特性改性及其一体化制备技术、界面理论计算等介绍,总结综述了如优化固态电解质与正极材料的物理接触、加强正极/电解质渗透性、改善界面兼容性和正极/电解质固体界面相构建等正极/电解质界面改性技术进展情况,并对固态锂金属电池界面改性技术的发展趋势做了展望。

锂硫电池(lithium-sulfur batteries,LSBs)因其理论能量密度高、价格低廉而被认为是一种最具前景的新型电池体系之一。然而,实际应用中存在导电性差、体积易膨胀,以及循环稳定性差等问题。金属有机框架(metal organic frameworks,MOFs)因其高比表面积与孔隙率特性在LSBs中有效抑制硫溶解,提升硫利用率,实现高循环稳定性,而结合导电性优异的碳材料则进一步优化了整体导电性能。因此,基于碳/MOFs及其衍生物的复合物材料在LSBs阴极中的应用成为当前LSBs的研究热点。综述了近年来有关碳/MOFs及其衍生物的复合物材料在LSBs正极材料方面取得的一些研究进展,并对MOFs及其衍生物在LSBs电极中的应用进行了总结和展望。

反极产生的高电位会对微孔层造成不可逆的碳腐蚀损伤,严重缩短了PEMFC的寿命,因此研究由反极引发的微孔层中的碳腐蚀问题对强化PEMFC耐久性具有重要的科学意义。选择4种不同石墨化程度的商业化炭黑制成微孔层,分析其高电位腐蚀前后的性能。结果表明提高炭黑的石墨化程度、降低其比表面积,腐蚀后GDL表面亲疏水性、表面形貌、孔结构等物理性质的退化程度有所缓解,单电池性能的衰退程度也减轻。四种炭黑的抗腐蚀强度为乙炔黑>XC-72>科琴黑>BP2000,由乙炔黑制备的GDL经过电化学腐蚀后各项物理性质几乎没有退化,单电池性能衰退程度较低。这为开发具有优异抗反极能力的阳极微孔层,提高PEMFC耐久性提供重要的理论依据。

提出一种基于SABO-GRU-Attention(subtraction average based optimizer-gate recurrent unit-attention)的锂电池SOC(state of charge)估计方法。采用基于平均减法优化算法自适应更新GRU神经网络的超参数,融合SE(squeeze and excitation)注意力机制自适应分配各通道权重,提高学习效率。对马里兰大学电池数据集进行预处理,输入电压、电流参数,进行锂电池充放电仿真实验,并搭建锂电池荷电状态实验平台进行储能锂电池充放电实验。结果表明,提出的SOC神经网络估计模型明显优于LSTM、GRU以及PSO-GRU等模型,具有较高的估计精度与应用价值。

近年来,锂离子电池(LIB)已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、储能领域,是目前最有前景的新能源应用技术之一。然而低温条件下,LIB仍面临循环寿命和能量/功率密度衰减过大等诸多挑战,严重限制了其在极端工况下的实际应用。其主要原因包括：Li⁺在电极材料中的扩散及其界面处的电荷传递和去溶剂化过程较为缓慢;电解液粘度增大,对材料和隔膜的润湿性变差;石墨负极嵌锂时容易形成锂枝晶等。基于多年来低温锂离子电池的开发经验和相关文献报道,从电解液的角度综述了提高低温锂离子电池的策略,重点介绍了低粘度、宽液程的共溶剂,高电导率、低去溶剂化能的新型锂盐以及形成薄且致密固体电解质中间相(solid electrolyte interphase,SEI)的成膜添加剂对低温性能的影响及其挑战,并对未来低温电解液的发展方向进行了展望。

热失控是影响锂离子电池向更高能量密度发展进而得到更大规模应用的主要问题之一。锂离子电池的热安全性不仅取决于电池材料和电池设计,还会随着其老化的方式和程度而变化。针对高温循环后的老化锂离子电池电化学性能的衰退和热失控行为进行了研究。将三元锂离子电池在72和25 ℃以1 C进行恒流恒压充放电循环老化,比较了新鲜和老化电池的电化学性能;采用加速绝热量热仪对新鲜和老化的电池进行热失控实验,探究高温循环下电池热安全性的变化规律;对老化电池进行拆解分析,以研究其老化机理。结果表明,高温循环使电池的电化学性能发生了严重衰退,这是正负极都发生了大量活性材料的损失导致的。在加速绝热量热测试中,新鲜和老化的电池都发生了热失控。分析表明老化电池中的电解液被大量消耗,减缓了其热失控动力学过程,老化电池热失控的整体危害性有所下降。

与硫化物相比,氟化物作为热电池正极材料,具有较高的理论放电电压和放电比容量。其中,NiF₂正极材料的理论放电电压为2.96 V,理论放电比容量为554 mAh/g。然而,由于NiF₂本征的离子电导率较低,导致其作为热电池正极材料时倍率性能较差,在1 A/cm²电流密度下出现明显的容量衰减现象;另外,NiF₂的实际放电电压也远低于理论值。NiCl₂正极材料的倍率性能较为优异,将其作为添加剂与NiF₂正极材料进行复合,可以显著改善NiF₂正极材料在大电流密度下的极化现象,延长热电池的放电时间。

废旧锂离子电池正极材料的高效回收和利用,契合我国低碳发展的新形势,有利于能源循环再利用。介绍了废旧电池容量失效机理、预处理方式、正极材料火法回收、湿法回收等传统回收的研究现状;重点介绍了当前最为理想的正极材料直接再生回收方法(固相再生、水热修复、熔盐修复、电化学再生),综述各方法的优劣势;多角度展望了废旧锂离子电池回收面临的问题与挑战。

水性工艺制备电极具有成本低、环保等优点,在锂离子电池工业中具有广泛的应用前景。通过海藻酸钠(SA)和聚丙烯酸(PAA)制备出适用于富锂锰基正极(LLOs)水性工艺的复合粘结剂。结果表明,调节SA和PAA质量比可以控制SA的羟基与PAA的羧基的交联程度,从而调控电极结构,改善电极动力学。当SA/PAA质量比为3∶1时,使用水性工艺制备的LLOs正极电极具有优异的电化学性能。基于该电极的LLOs‖锂半电池具有293.8 mAh/g(4.8 V)的放电比容量,在3 C下具有179.2 mAh/g的放电比容量。该研究结果将有助于设计和优化用于4.8 V高压LLOs的粘结剂。

利用充放电机、交流阻抗技术、扫描电镜技术和半电池技术,研究了正极涂层中活性物质(NCM811)比例和涂层压实密度对正极的性能影响。相比于涂层中NCM811比例为90%和93.5%,当NCM811比例为97.3%时,活性物质放电比容量明显下降,这是因为导电剂不足,产生较强的欧姆极化所致;当NCM811比例为93.5%时,涂层放电比容量最高,是因为具有相对较少的非活性物质和相对较高的活性物质放电比容量;当NCM811比例为97.3%时,循环后NCM811颗粒出现粉碎化现象,这是各向异性应力和焦耳热共同作用的结果。涂层压实密度从3.325 g/cm³到3.675 g/cm³,NCM811放电比容量先增后降,是欧姆极化和电化学极化共同作用的结果,循环稳定性逐渐提高,是因为辊压使涂层内部结构稳定,能抵抗活性物质各向异性应力以及降低极片欧姆电阻。

锂离子电池(LIB)应用领域广泛,但其在低温条件下容量、倍率和寿命等指标严重下降,极大限制了LIB在低温领域的应用。造成LIB低温性能差的因素有很多,其中发生在电极/电解质界面附近的微观过程,特别是低温下固态电解质界面(SEI)附近锂离子(Li⁺)脱溶剂化能垒增大以及Li⁺通过SEI的缓慢传输对LIB的低温性能起着决定性作用。因此,低温电解液的改进与发展对低温LIB的进一步应用具有重要意义。从限制低温LIB动力学的因素着手,分析其低温速控步骤,并探讨了溶剂、盐、添加剂在不同电池体系中改善低温性能的机制和规律,期望从电解液设计的角度为下一代低温LIB的研究提供借鉴。

以晶体硅电池片为研究对象,对电池片出现栅线发暗区域进行分析。采用了SEM扫描、EDS元素分析及烘箱模拟硫化加速等多种分析测试方式,确认栅线发暗是银发生了硫化。同时对此硫化现象的影响因素进行了分析,证明与电池片表面硫含量、封装后电池片所处环境温度、封装包材三者相关。实验表明电池片生产过程中环境中的硫含量越高,电池片越容易硫化;电池片存储或运输温度越高,电池片越容易硫化;封装包材中,EVA泡棉整体为多层孔状结构,可以促进硫化反应的发生,中空板表面为平面结构,可以抑制硫化反应的发生。电池片的栅线硫化不影响其组件的发电性能及可靠性。分析结果有助于电池片厂家解决硫化问题,也有助于组件厂家在遇到有硫化电池片的组件时,分析对组件性能的影响。

退役动力锂电池(额定容量80%以上)梯次利用可有效缓解电池回收和环境污染压力,提高资源利用率和经济效益,然而对其进行快速、无损和准确的状态评估仍是一个挑战。与其他已报道的方法相比,电化学交流电测量电池并收集数据绘制阻抗谱图是研究电池状态的核心方法,具有快速、无损这两种优势。通过这种方式检测的电池可以建立起内部阻抗和状态相关性,快速完成电池状态评测。电化学阻抗谱图的分析方法主要包括依靠测量数据和机器学习的方法进行阻抗的预测,依靠等效电路图对电路各个等效元件的变化情况进行分析,以及用积分算法将阻抗谱图转化为更直观的弛豫时间分布图谱。这些方法都提供了电池内部老化情况的分析方法,为电池内部阻抗和健康状态之间的联系提供了电化学方面的基础。基于此,综述了电化学阻抗谱结合机器学习评估动力锂电池状态在国内外最新研究进展,重点针对电化学阻抗谱、等效电路模型、弛豫时间分布和机器学习之间的关系进行总结和探讨。

锂离子电池(LIBs)自投入商用以来,其在低温环境下工作时容量衰退的问题广受学者关注。对低温环境下导致LIBs性能差的影响因素进行了分析与讨论,并从四个方面总结概括了近几年改善低温电池动力学的方法,分别为电解液设计,正极材料改性,负极材料改性和电池加热技术。最后,对改善低温LIBs性能的方法做出了总结并提出新的见解和方案,以促进高性能低温LIBs的持续发展。

MoS₂是一种典型的具有类石墨烯结构的二维层状材料,高纯MoS₂的热分解温度可达800 ℃左右,表现出极好的热稳定性。选用超临界水体系制备MoS₂,并对其微观形貌、热稳定性以及作为热电池正极材料的放电性能等方面进行分析。研究结果表明,通过超临界水体系可以制备出花瓣形貌的MoS₂,并且1T-MoS₂组分可占据整个晶相的30.8%,作为热电池正极材料时,表现出优异的电化学性能。

光伏等可再生能源快速发展的同时也给微网系统频率稳定带来了巨大挑战。为解决微网源-荷之间功率不平衡造成的频率稳定性问题,建立了基于孤岛光伏微网的双层多时间尺度频率优化调度模型,从系统规划和运行两方面综合考量了系统频率的优化调节问题,在上层模型中构建了以经济收益为目标的函数,对微网系统长期储能进行优化配置;在下层模型中建立了运行成本和频率偏差均方根的多目标函数,建立了光伏动态减载和储能协调调频的日前优化调度模型,并引入黄金搜索算法对多时间尺度双层优化模型进行求解,给出了最优储能配置以及各机组的运行特性。通过算例仿真验证了所提模型的正确性和有效性。

针对光伏电池在正向电流注入条件下,电极表面电流分布及电池表面温度分布情况,采用COMSOL Multiphysics仿真软件对光伏电池进行建模仿真。建立三维光伏电池模型,通过数值模拟光伏电池在大电流正向注入情况下的载流子输运过程,求解载流子电流密度沿主栅方向分布。仿真结果表明：由于电池片内部载流子的横向输运过程,细栅边缘处横向电流密度达到峰值,且总电流密度向细栅、主栅方向集中;随着外加电压的增大,电池片表面的温度也不断升高,且表面温度最高点集中在次主栅根部,理论求解出最大允许正向电压阈值。

锂金属因其高理论容量,在能量储存领域极具潜力。然而,锂金属电池中锂金属不均匀沉积产生的锂枝晶,可能导致电池短路并引发安全问题,限制了其目前的实际应用。三维集流体因具有高比表面积和大量亲锂位点,通过动力学原理控制锂金属沉积,从而降低局部电流密度,提高锂离子传输速度和金属成核速率。从锂金属电池中金属基、碳基、复合材料三维集流体及其改性等方面,综述了近年来锂金属电池三维集流体领域的最新研究进展,并对领域内需要解决的问题和未来发展方向进行了展望。

以280 Ah磷酸铁锂电池为研究对象,在标准环境下测得电池在0.5 C的放电曲线。先将电池以0.5 C放电至30%荷电状态(SOC)并记录静置3 h后稳定的开路电压(OCV),然后继续在0.5 C下从30%SOC放电至10%SOC,过程中每步放电2%SOC后静置3 h记录相应OCV,最终获得电池的实际SOC-OCV曲线。该区间内SOC-OCV曲线非线性,特别在24%~26%SOC区间存在明显斜率变化。因此,对30%~10% SOC区间数据进行多项式拟合,得到的多项式拟合方程的拟合R值为0.996 5;同时对26%~32%SOC区间数据进行线性拟合,得到的线性方程拟合R值为0.999 49;两种拟合结果均有较好的拟合度。将电池充电至100%SOC后再放电至接近30%SOC以保证电池性能和出货带电态,并将流程结束电池进行静置,记录电池从100%SOC放电至接近30%SOC时的总放电容量C_y、实际放电总容量C以及静置过程中的OCV。根据电池的SOC、C_y、C和OCV之间的关系,推出基于上述两种拟合方程下的容量预测模型。将OCV和C_y代入容量预测模型进行容量预测。研究表明：静置12 h后OCV值接近稳定,利用该OCV值进行容量预测的预测误差在±1.5%以内;在静置时间较短的情况下,引入校正因子来修正预测容量值可保证同样的预测误差;在本研究的SOC区间内,该预测方法具有可行性且两种预测模型下的预测误差基本一致。

针对锂电池健康状态(state of health, SOH)估计过程中健康特征(health features, HFs)提取单一、估计精度较低等问题,提出一种基于充电阶段数据与灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法-双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM) 神经网络的锂电池SOH估计方法。首先,从电池充电阶段数据中提取五类HFs。接着,利用核主成分分析法(kernel principal component analysis,KPCA)获取HFs的关键健康因子。最后,应用 GWO-BiLSTM模型对关键健康因子和SOH之间的映射关系进行动态建模,实现锂电池SOH的估计。利用NASA电池老化数据集进行验证,结果表明,所提出方法能够准确估计锂电池的SOH,均方根误差保持在1%以内,具有较高的估计精度和鲁棒性。

锂离子电池在循环老化过程中,内部会发生正负极活性材料结构塌陷、电解液分解产气等副反应,导致电池膨胀、容量衰减。研究电池膨胀力在其生命周期内的演化规律对于加强电池寿命管理具有重要工程意义,然而目前针对这一领域的研究少有文献报道。通过探究锂离子电池在老化过程中膨胀力与寿命的演变趋势,发现将电池在循环过程中的充电膨胀力峰值和容量值进行微分后,两者的绝对值呈现同时上升的趋势,表明电池膨胀力与循环寿命具有强相关关系。将膨胀力引入电池寿命预测模型可以提高锂离子电池寿命预警模型的准确性。

动力电池液冷换热技术目前发展较为成熟,其中液冷板换热是常见的液冷换热形式,直接影响着动力电池的换热性能。分析了液冷板换热技术发展脉络,结合其换热原理,从液冷板结构、流道尺寸优化、冷却液介质及液冷板制造工艺分析了动力电池液冷板换热技术的研究现状。研究发现：新型结构型式液冷板的换热性能高,但其结构复杂,制造难度大;液冷板流道尺寸优化可提高换热效率并节省系统能耗;乙二醇溶液是目前常见的冷却液介质,一些高性能新能源车采用纳米流体冷却液;采用冲压、钎焊工艺制造的液冷板广泛应用于新能源汽车。

氟化镍作为一种新型热电池正极材料,具有电压平台高、理论比容量高、热稳定性好的优点。但是,由于NiF₂固有的离子导电特性差,造成其实际的放电性能并不理想。共晶盐是一种常见的正极添加剂,利用其在熔融态下的高离子导电特性,可以降低NiF₂正极材料表面电解质离子的扩散阻力,进而提升电化学性能。通过微观结构分析和电性能测试,证明了LiF-LiCl-LiBr共晶盐添加剂可以显著提升NiF₂正极的放电性能。通过调整LiF-LiCl-LiBr共晶盐的添加量,实现NiF₂正极材料在500 mA/cm²条件下的稳定输出电性能。

燃料供应不足会导致质子交换膜燃料电池膜电极电压反转,造成阳极催化层中的碳载体发生严重腐蚀,进而给燃料电池带来不可逆的损伤。为了解决该问题,采用双功能PtIr合金作为阳极催化剂制备膜电极,并对其进行了电极极化性能、反极和交流阻抗等测试。结果表明,PtIr/C电极的峰值功率密度可达1.49 W/cm²,较Pt/C- IrO₂(50%)电极(1.46 W/cm²)提高2.1%。反极结果表明, PtIr/C电极抗反极时间725 s,较掺杂IrO₂的Pt/C电极反极性能略差,但在整个反极过程中PtIr/C电极呈现出更低的绝对反转电压,以及反极后保持更高的结构稳定性。反极后PtIr/C电极峰值功率密度降为1.18 W/cm²,衰减约20.80%,而Pt/C- IrO₂(50%)电极的峰值功率密度降至1.09 W/cm²,衰减约25.34%。PtIr/C电极相较掺杂IrO₂的Pt/C电极具有更佳的初始极化性能和优异的抗反极能力。该研究结果对质子交换膜燃料电池高性能长寿命膜电极催化层设计具有重要的意义。

准确实时地监测锂电池内部温度对于预防电池热失控至关重要。然而,目前尚缺乏有效的在线监测电池内部温度的方法。基于小型化阻抗测试系统,对锂离子电池在不同温度和荷电状态(SOC)下进行阻抗测试实验,研究电池温度和SOC对阻抗的影响,寻找与温度强相关而与SOC弱相关的特征频率。在此基础上,提出了一种基于支持向量回归(SVR)算法的锂电池内部温度估计算法,无需额外传感器,实现对电池内部温度的无损准确估计。