2025年, 第49卷, 第3期　
刊出日期：2025-03-20

  

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综述
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  基于电化学阻抗谱的锂离子电池析锂检测方法研究综述

  李浩, 刘帅邦, 杨晓光, 姜久春, 王文伟

  电源技术. 2025, 49(3): 467-474. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.001

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  寿命和安全是锂离子电池规模化应用的核心挑战,而析锂是电池寿命加速衰减和热失控等安全问题的重要诱因,因此析锂检测始终是电池领域的研究重点。电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)是一种无损原位的电化学分析方法,可揭示电池内部不同时间尺度的电极动力学过程,包括电荷转移反应、界面演化和传质过程等受析锂影响的过程,因此能够作为一种析锂检测手段。总结了近年来基于EIS的析锂检测方法,包括：静态EIS法、动态EIS法和电流中断法,综述了三类方法的原理、优势及不足,并对上述方法的应用前景进行了展望。
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  锂离子电池高容量负极用粘结剂的研究进展

  李灵科, 刘洋, 祖雷, 连慧琴, 冀泓宇

  电源技术. 2025, 49(3): 475-485. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.002

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  随着电动汽车和便携式电子设备的迅速发展,对锂离子电池的能量密度和快速充电能力提出了更高的要求,高容量负极材料因此受到广泛关注。常见的高容量负极材料主要包括硅、磷、锡等,对于快充有着各自的优势,但它们有一个共同的缺点,即锂化/去锂化过程中较高的膨胀率,导致循环过程中电极的断裂、粉化与脱落。粘结剂仅占电极的一小部分,但在此过程中发挥着保持电极结构完整的关键作用。介绍了锂离子电池高容量负极材料的现状以及面临的挑战,解释了粘结剂与负极材料的作用机理,从提高粘结能力、提高机械性能和增强功能性三个方面对粘结剂的改进策略进行综述,展望了粘结剂的发展前景。
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  锂电池储能电站安全综合评价方法综述

  曾星, 魏斌, 赖铱麟, 陈浩

  电源技术. 2025, 49(3): 486-496. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.003

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  随着锂离子电池储能电站的不断投运,锂离子电池热失控火灾事故频发。为了预防电池安全事故的发生,保障锂电池储能电站安全运行,通过对近期文献的探讨,梳理了锂电池储能电站安全综合评价流程,系统分析了现有的储能电站安全评价指标并提出新的指标体系,介绍了常用的指标权重赋权方法,详细阐述了关于储能电站安全的评价方法,指出现有研究方法的不足,并提出合理化建议,以保障储能设备及电站的安全可靠运行。
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  质子交换膜燃料电池在线活化工艺综述

  贾秋红, 贾刘含, 陈义, 王谷城, 高祖昌, 韩明

  电源技术. 2025, 49(3): 497-505. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.004

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  活化是质子交换膜燃料电池投入使用和达到最佳性能的必要过程之一,各种活化工艺中在线活化工艺是提升电堆性能的关键步骤之一。从膜润湿、传输通道建立和微观电极重构等方面对质子交换膜燃料电池的活化机理阐述说明。主要从电压&电流、操作参数、反应物和综合控制等4个方面对国内外学者关于质子交换膜燃料电池在线活化工艺的研究成果进行了总结分析。随着在线活化方法的不断改进,电堆输出性能提高,活化时长缩短实现了快速活化。对四种在线活化工艺各自的特点和优缺点进行了对比分析并给出了建议,得出在线综合控制活化工艺具有活化效果更好,时间更短等优点,是今后在线活化的热点方向之一。
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  环境因素对光伏组件输出性能影响研究综述

  徐明月, 唐若笠, 张彦

  电源技术. 2025, 49(3): 506-514. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.005

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  随着光伏组件大量投入使用,在役光伏组件在不同工作环境下产生各种问题,尤其是在恶劣环境下工作的光伏组件,更容易产生输出性能降低的现象甚至发生故障。因此,为保证光伏组件高效平稳运行,大量学者以不同环境因素导致光伏组件性能降低的机制为对象进行了一系列研究。归纳了环境温度、环境湿度、表面积灰、风速风向、空气颗粒物等常见环境因素对光伏组件性能影响的相关研究,总结了各环境因素作用的影响大小,讨论了各个环境因素影响光伏组件性能研究的不足之处,概述了当前光伏组件温度调节技术以及清洁技术的应用现状和发展趋势。
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  临近空间太阳电池发展综述

  于智航, 李彤, 李钏, 张云

  电源技术. 2025, 49(3): 515-521. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.006

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  临近空间是介于传统航空器最大飞行高度和卫星最低轨道高度之间的特殊空域,具有独特的环境特性,使得飞行器能够以较小的能源代价实现长时间工作。太阳电池是临近空间飞行器持续能源供应的理想选择。概述了三类太阳电池的技术特点及其发展历程,重点讨论了几种适用于临近空间的太阳电池,并对其进行了深入对比,阐明了它们的应用前景与面临的挑战。通过总结现有研究成果,为未来太阳电池技术的发展方向提供参考与启示。
研究与设计:化学电源
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  针对方形锂离子电池挤压安全性的特征值研究

  许立坤, 冯爽, 胡帛涛, 邝男男

  电源技术. 2025, 49(3): 522-530. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.007

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  随着新能源汽车的普及,电池安全问题也越发受到社会各界的关注。对一种方形锂离子电池进行三个方向的挤压工况实验,实验中电芯正面挤压时均在135 kN载荷和形变率40%附近发生剧烈爆炸;电芯底面挤压时均在45 kN载荷和形变率70%附近发生烟气喷射与燃烧;侧面挤压因电芯内部卷绕结构影响分别表现出爆炸、燃烧、温度不变三种情形。通过载荷与挤压深度确定该电池不同方向的机械安全边界,结合电压变化特征,为动力电池包的设计及安全预警提供有效技术支撑。
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  磷酸铁锂电池热失控研究及参量优化

  王春雷, 刘志博, 王文鹤, 许寒, 吴巍, 舒畅

  电源技术. 2025, 49(3): 531-539. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.008

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  利用模拟仿真方法对磷酸铁锂电池过充热失控行为进行了深入研究。通过建立三维电化学-热耦合模型,研究热失控过程各组件演变规律并进行多参量分析优化。研究发现,磷酸铁锂电池在400 K时发生不可逆热失控,热失控主要由SEI膜分解开始,正负极处最为剧烈;减小充电倍率、降低环境温度及增强对流换热可延缓热失控;正交实验优化电池组件结构,可有效降低热失控风险,最优结构时热失控时间为13 488 s,电池比容量为25.786 Ah/m²。相关研究为预防和抑制电池过充热失控提供了理论支持。
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  高倍率长寿命锂离子电池的研究

  冉昕昕, 王鑫怡, 甘潦, 王储

  电源技术. 2025, 49(3): 540-542. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.009

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  对普通人造石墨和中间相炭微球两种负极材料进行了对比研究。分别将普通人造石墨和中间相炭微球搭配相同三元正极材料制成全电池,发现中间相炭微球具有更好的倍率性能和循环性能,其中10 C倍率放电容量保持率大于98%,1 C循环500次容量保持率>95%。同时还测试了两种电池的低温放电性能,其中,中间相炭微球电池在–40 ℃下放电容量保持率大于78%,而普通人造石墨只有约64%。中间相炭微球电池可同时满足高功率、长循环、低温电池等应用需求。
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  Ag包覆对正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂性能的影响

  王树新, 郑舒

  电源技术. 2025, 49(3): 543-548. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.010

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  为了提高LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的稳定性和倍率性能,采用湿法和高温煅烧法对其表面进行Ag包覆改性。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学充放电等测试,对材料结构进行表征和电化学性能测试,结果表明：单质Ag可以均匀包覆LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料表面,且不影响材料的晶体结构,Ag包覆可提高材料在工作过程中的循环稳定性和倍率性能。实验所得材料常温1 C倍率下的放电比容量高达173.7 mAh/g,25 ℃下1 C循环2 000次后容量保持率在89%以上。
研究与设计:化学电源
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  力学不均匀诱导锂电池析锂量化表征

  初治超, 宫成, 韩宇飞, 袁学锦, 张力宝

  电源技术. 2025, 49(3): 549-554. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.011

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  锂枝晶生长不均匀是导致锂离子电池内部短路和热失控的主要原因,而不均匀的机械应力是导致析锂的重要原因之一。为研究力学因素对析锂影响,搭建了锂离子电池析锂原位监测表征系统,基于图像二值化法和滴定气相色谱法(TGC)联用对电池循环过程中不均匀析锂现象进行定量表征,建立了局部压力和析锂之间的关系。结果表明：力学不均匀性是影响锂沉积可逆性的重要原因。该研究为理解锂沉积机理和指导商用电池设计提供了新的方向。
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  热闭孔微球隔膜对高镍高硅软包电池热安全改善研究

  黄佳苑, 谢英朋, 赵瑞瑞, 刘建华, 刘金成, 冀亚娟

  电源技术. 2025, 49(3): 555-562. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.012

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  高比能锂离子电池热安全问题凸显,亟待解决方案。基于PE微球的热闭孔隔膜(PX02隔膜),在120 ℃以下能快速热响应,关闭锂离子传输通道,防止电池进入自加温的热失控状态。研究表明：PX02隔膜实验组电池在高温外短路、8.4 V过充和150 ℃热滥用下较PX00隔膜对照组电池热失控温升降低约10~20 ℃,热失控时间延缓11 min;通过电芯ARC热失控测试结果显示PX02隔膜实验组电池较商业化陶瓷隔膜对照组电池起始温度(q₁)升高了19 ℃,热失控触发温度(q₂)升高了16 ℃,延缓了电池热失控起始时间,安全性更高。此外,在电性能方面,PX02隔膜表现出较好的倍率及循环性能、高温存储性能。因此,PX02隔膜有望改善高镍/高硅体系商业化面临的热安全问题,加速下一代高比能硅基电池产品的落地和产业化。
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  基于时变模型的锂电池极片涂布质量数值模拟研究

  马帅鹏, 李江陈, 殷德顺, 李灿琦

  电源技术. 2025, 49(3): 563-568. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.013

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  在锂电池极片涂布数值模拟中,人们经常忽略浆料的时变性,而采用相对简单的非时变本构模型进行模拟。因此,出现模拟结果和实际涂布效果不相符的现象。将时变性幂律模型引入锂电池极片狭缝挤压涂布工艺的数值仿真研究中,进行了狭缝挤压涂布的内外、流场模拟,结果表明,时变系数虽然对浆料出口速度和最终涂层厚度影响不大,但会明显影响最终涂布的均匀性。进一步研究发现,随着时变系数增大,时变和非时变模型模拟结果的差异会更加明显。可见,通过时变模型模拟锂电池极片涂布质量问题,数值模拟结果更加符合实际涂布情况。
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  基于凸二次规划的电池均衡系统研究

  刘光军, 王宇涛, 马黎阳, 吴铁洲

  电源技术. 2025, 49(3): 569-576. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.014

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  为提升锂离子电池组均衡速度,提出一种基于凸二次规划的电池均衡系统。设计一种新型基于Buck-Boost电路的均衡拓扑结构,这种拓扑结构有效减少了均衡路径长度,增加了控制多样性。引入凸二次规划最优控制算法,算法能设定与电池组运行条件相关的不等式约束,使均衡系统在满足安全运行条件的基础之上实现快速均衡。经仿真验证,结果表明：与传统均衡拓扑和控制方法相比,所设计的均衡拓扑和控制方法能够显著提升电池均衡速度,均衡时长缩短33.3%。
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  碳布负载镍掺杂二硫化钼作为锂硫电池正极导电基体研究

  张新龙, 田爱芬, 周犇, 卢海

  电源技术. 2025, 49(3): 577-582. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.015

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  以四水合钼酸铵、硫脲和四水合乙酸镍为原料,通过水热反应在碳布基体(CC)上原位生长镍掺杂二硫化钼纳米颗粒(NMS),研究了碳布负载NMS(NMS@CC)对多硫化物限域作用和正极电化学性能的影响。研究结果表明,NMS均匀附着在碳布纤维骨架表面,形成了丰富的容硫空间和表面活性位点;镍掺杂提高了二硫化钼对多硫化物的吸附锚定能力,使得NMS@CC导电基体能够更有效限域多硫化物,抑制穿梭效应,并显著促进了电极反应动力学和可逆性;相比原始CC和MS@CC基体,使用NMS@CC基体构筑的多硫化物正极具有相对更优的循环能力与倍率特性,其在0.2 C下初始放电比容量高达1 352.3 mAh/g,循环200次后保留的可逆比容量为930.1 mAh/g,并在高载硫条件下仍能保持良好的循环稳定性。
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  生物质硬碳负极材料表面改性研究

  陈冬, 赵昊, 张育红, 陈建, 涂江平

  电源技术. 2025, 49(3): 583-589. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.016

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  硬碳因其资源丰富、成本低和工作电压平台低,被视为钠离子电池中最具潜力的商业负极材料。然而,常规硬碳材料由于高比表面积和大量微孔导致其初始库仑效率(ICE)较低,影响其在电池中应用。采用化学气相沉积(CVD)技术对硬碳负极表面进行改性,通过填充或掩盖微孔来减轻表面缺陷对ICE的负面影响,选用生物质椰壳作为碳源,经过酸洗和CVD包覆处理后,有效改善了硬碳的表面结构,降低了比表面积,增加了活性位点,显著提升了硬碳材料的ICE和平台储钠容量。所制备的高性能硬碳材料的可逆比容量和ICE分别高达345 mAh/g和88%,且在循环50次后容量保持率仍超过93%,与商品化层状氧化物正极材料组装的全电池具有优异的低温放电和倍率性能。
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  LiCl改性离子液体提升铝离子电池性能的研究

  邱金辉, 史继诚

  电源技术. 2025, 49(3): 590-595. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.017

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  在铝离子电池中,AlCl₃/Et₃NHCl(三乙基氯化铵)离子液体的主要电迁移离子是Et₃NH⁺、AlCl₄^–、Al₂Cl₇^–,在不增加额外阴离子的前提下,利用LiCl对离子液体改性,研究了改性对离子液体性质和铝离子电池性能的作用。AlCl₃和LiCl摩尔比为5:1时,改性后AlCl₃/LiCl/Et₃NHCl离子液体的电导率较AlCl₃和Et₃NHCl摩尔比1.4:1提高了43.7%。AlCl₃/LiCl/Et₃NHCl作为电解液,商品V₂O₅作为正极活性材料,电流密度为31.2 mA/g,电池放电比容量为98.1 mAh/g;在电流密度62.5 mA/g下,经过175次循环后,库仑效率维持在95%以上。离子液体改性后,铝离子电池负极铝箔表面SEI膜电阻显著增大,铝离子电化学反应的传荷电阻明显降低,铝离子电池的比容量和循环稳定性极大提高。
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  可逆PEM燃料电池建模及切换过程系统效率分析研究

  邱子桐, 张潇桐, 戈阳阳, 李儒欢, 李浩南, 冀承泽, 吴锴, 周峻

  电源技术. 2025, 49(3): 596-607. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.018

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  可逆燃料电池的工作模式切换是影响系统性能的关键因素之一。建立了电场-热场-流体场多场耦合的可逆质子交换膜燃料电池动态模型,重点研究了不同的工作参数(包括工作温度、工作压强)和切换参数(包括电流密度峰值和切换频率)在模式切换时对于系统效率的影响,通过讨论不同场景下电池输出特性的变化分析了电池内部的电化学特性,探讨了系统效率的影响机理。研究结果表明,通过升温、加压可以有效提高电池的往返效率,最高可提升1.76%,增大电流密度峰值、加快切换频率则不利于往返效率提升。
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  连通孔结构微孔层的制备及传质性能研究

  于鸿昊, 李超磊, 马震翔, 谭金婷

  电源技术. 2025, 49(3): 608-614. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.019

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  微孔层(MPL)是调控质子交换膜燃料电池(PEMFC)水气管理的重要部件,提高MPL传质能力对保障电池高功率稳定输出具有重要作用。采用冷冻铸造法制备连通孔结构MPL,通过调节碳含量改善孔连通结构,并结合物理和电化学表征分析其传质能力。结果表明：相比于传统样品,连通孔结构MPL的传质能力更强,单电池性能更优异。随着碳体积分数($\varphi_{\mathrm{c}}$)增加,MPL结构更加致密,孔连通程度和传质能力呈现先增大后减小的趋势。当$\varphi_{\mathrm{c}}$=90%时,孔连通度最高,较传统样品提高了16.4%;相应的传质能力也最好,单电池性能最高可达1.94 W/cm²。这为开发PEMFC高性能膜电极提供了重要的理论基础。
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  在模拟PEMFC环境和载荷共同作用下垫片材料的化学损伤研究

  赵嘉平, 韦彦强, 冯一帆, 张思琪, 储俊, 谈金祝

  电源技术. 2025, 49(3): 615-623. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.020

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  以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的密封垫片为研究对象,通过实验方法对处于模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下垫片材料(硅橡胶弹性体材料)的化学损伤情况进行研究。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术和X射线光电子能谱(XPS)技术从材料的分子结构分析垫片材料老化前后的化学损伤情况,并利用光学显微镜观察材料老化前后的表面微观形貌变化。实验结果表明,在模拟PEMFC环境和压缩载荷共同作用下,硅橡胶垫片材料的表面会出现化学损伤,分子结构发生了变化,材料表面的高分子主链产生断裂,高分子的交联区会发生水解,同时会生成新的物质SiO₂。压缩载荷的增大和老化时间的增加会加剧硅橡胶垫片材料的损伤。
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  气液逆流撞击作用下PEMFC加湿特性研究

  程志国, 杨震, 牛远春, 陈庚, 陈志鹏

  电源技术. 2025, 49(3): 624-630. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.021

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  建立了气液逆流撞击作用下PEMFC加湿数值模型,研究高温、高压、可变工况下喷淋加湿过程气液耦合物理场,获得了不同逆向气体流速下单喷嘴加湿特性。数值研究表明：当气流速度保持为0.5 m/s时,喷淋加湿区域内径从250 mm减少至75 mm后,出口截面气体平均相对湿度提升2.88倍。其次,当气体流速上升至10 m/s后,两种尺寸区域内单喷嘴加湿能力分别下降50.12%和9.62%。
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  RuO₂纳米纤维的制备及电解水析氧性能研究

  纵榜峰, 刘如祎, 魏博, 潘晓君, 刘鹏, 叶锋, 刘桂成

  电源技术. 2025, 49(3): 631-636. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.022

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  PEM电解水制氢中关键材料之一是析氧催化剂,目前使用的是贵金属催化剂,存在成本高、过电位高等问题。利用静电纺丝法和热处理制备了比表面积大、电子传输速率高的纳米纤维二氧化钌(RuO₂)析氧催化剂。借助扫描电子显微镜技术(SEM)、能谱分析技术(EDS)和电化学技术等表征、测试手段,对比分析了在纺丝电压为11和12 kV时制备的纳米纤维RuO₂的形貌、结构和电解水析氧性能。结果表明,静电纺丝电压为12 kV时制备出直径为170 nm左右的纳米纤维状RuO₂;当静电纺丝电压减小到11 kV时,纳米纤维直径降低为130 nm左右,纤维较细并且更均匀,有着更大的比表面积,能够暴露出更多的活性位点。静电纺丝电压为11和12 kV下制备的RuO₂纳米纤维在0.5 mol/L H₂SO₄中1.8 V时析氧反应电流密度分别为163和27 mA/cm²。与商用RuO₂进行对照,发现11 kV下制备的RuO₂纳米纤维具有更高的析氧性能。研究表明采用静电纺丝制备RuO₂纳米纤维能够提高其电催化析氧的催化性能,有助于推动静电纺丝技术在制备电催化剂中的应用,可为后续研究提供一定的实验依据。
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  La_0.6Sr_0.4Co_1–xGa_xO_3–d作为SOFC氧电极的性能研究

  董翠翠

  电源技术. 2025, 49(3): 637-642. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.023

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  采用溶胶-凝胶法制备La_0.6Sr_0.4Co_1–xGa_xO_3–d(x=0、0.05、0.1、0.15、0.2)系列氧电极材料粉体。利用扫描电镜(SEM)观察粉体形貌,并采用X射线衍射(XRD)和热膨胀仪对材料的物相结构及热膨胀性能进行了考察。发现Ga元素的加入不会引起材料晶体结构发生变化,且随着Ga掺杂量的增加,La_0.6Sr_0.4Co_1–xGa_xO_3–d的热膨胀系数(CTE)下降。进一步,对材料的电导率以及单电池性能进行测试。结果表明当Ga的掺杂量x=0.15时,单电池性能最优。750 ℃时其最大电流密度和功率密度可分别达到1.45 A/cm²和0.56 W/cm²,具有成为固体氧化物燃料电池(SOFC)氧电极材料的潜力。
研究与设计:物理电源
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  脉冲电磁场辅助水热法制备MnCo₂S₄及其性能表征

  王在辉, 仲为礼, 冯国威, 唐立丹, 赵作福

  电源技术. 2025, 49(3): 643-649. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.024

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  以泡沫镍为集流体,通过脉冲电磁场辅助的水热法,成功制备出MnCo₂S₄超级电容器阳极材料。通过调整脉冲电磁场处理时间,实现对产物元素配比和晶体状态的调控。在400 V、3 Hz的脉冲电磁场处理120 s后,所制备试样的XRD图谱峰位向高角度偏移,同时半峰宽变小,产物结晶性提高,有利于电化学性能的提高。该材料在1 A/g的电流密度下表现出1 033.2 F/g的比电容,相对未加脉冲试样提高129.8%。以经过脉冲磁场影响后制备的MnCo₂S₄材料作为阳极,活性碳作为阴极,成功组装了混合型超级电容器,在1 A/g的电流密度下,其比电容达到了76.2 F/g,相较于未加脉冲试样所制备的混合型超级电容器提高了170.2%。
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  N-羟甲基丙烯酰胺改性活性炭用于固态超级电容器研究

  张刚, 冯子珊, 王佩椿, 钱陆明, 卢海

  电源技术. 2025, 49(3): 650-656. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.025

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  将原位聚合电解质单体N-羟甲基丙烯酰胺(NM)用于改性活性炭,考察其对炭材料结构组成和所构建固态超级电容器性能的综合影响。研究结果表明：NM可以在不破坏活性炭原始形貌结构的前提下,促进电解质前驱体溶液在所制备电极中的体相浸润,改善电极/固态电解质界面接触与相容性。同时,NM通过携带的羟基官能团还能够去除活性炭中的微量杂质,缓解界面副反应产生。相比改性前,活性炭经NM改性后具有更为优异的高压耐受能力,电极循环稳定性与功率特性均得到明显改善。
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  基于XRD的渐变缓冲结构中的应力分析与模拟计算

  马长金, 郭宏亮, 万荣华, 张宝, 高伟

  电源技术. 2025, 49(3): 657-661. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.026

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  反向失配多结太阳电池具有高效率、可赋形等优点,在临近空间无人机、空间飞行器等方面有着潜在的应用。采用大晶格失配的结构可以获得高的光电转换效率,然而其难点在于如何分析、调控薄膜电池的内应力。基于渐变缓冲层外延结构,模拟计算了多层结构对应的X射线衍射随入射角变化的等高线图,进而获得各层材料的晶格常数。经过多次迭代,降低了有源层的内应力,AM0光谱下电池效率从32%提升到33%。
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  基于改进麻雀搜索算法的光伏MPPT方法

  梁秋艳, 孙井也, 迟佳, 田文豪, 赵子瀚

  电源技术. 2025, 49(3): 662-668. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.027

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  光伏阵列P-U特性曲线在局部遮阴状态下呈现多峰状态,传统的最大功率追踪算法容易陷入局部最优状态。针对此问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)方法。在麻雀搜索算法中引入遗传算法和Lévy飞行策略,使算法的全局搜索能力得以增强,并且可以跳出局部最优解。在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,并与粒子群优化算法和原始麻雀搜索算法进行比较。仿真结果表明,基于改进麻雀搜索算法的MPPT方法在不同光照条件下均显示出更高的效率和稳定性。
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  低轨星座太阳翼在轨管理策略研究

  黄智, 章玄, 张子亮, 李康, 张静, 朱开鼎

  电源技术. 2025, 49(3): 669-674. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2025.03.028

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  低轨星座通常采用大倾角近地圆轨道,在轨光照条件复杂,需要采用双自由度太阳帆板驱动机构,实现太阳翼对日定向。通过优化太阳翼在轨管理策略,可以优化单位面积太阳翼输出能量,减少太阳翼面积和质量,降低成本。提出一种低轨星座太阳翼在轨能源管理策略,采用双轴联合控制方案,在轨道b角(太阳光线与轨道面的夹角)较大时,通过转动轴停止转动+摆动轴大角度摆动方案,实现在不影响天线和敏感器视场的前提下,提高太阳翼输出功率。最后搭建了电源系统模型、太阳翼管理策略模型和负载模型,完成了卫星能量平衡仿真分析,仿真结果验证了该策略的有效性。