橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO₄)具有高安全性、长循环寿命和低成本的优势,但其晶体结构本征缺陷带来的低导电性限制了其大范围应用,碳包覆能够有效提升LiFePO₄导电性,是提升LiFePO₄电化学性能的核心策略。综述了LiFePO₄表面碳包覆的研究进展,并对碳包覆方法、碳源种类及碳包覆优化策略进行了总结。

固态电解质界面膜(SEI)决定锂离子电池性能,但其纳米尺度与动态演化特性带来表征挑战。系统评述了从宏观(FTIR、Raman、SEM)到原子尺度(Cryo-TEM、XPS、ToF-SIMS、TMS、ssNMR)的多尺度表征技术,基于空间/化学分辨率、原位能力、扰动性与可量化性进行综合比较。针对石墨、硅、锂金属及固态电池体系,提出材料适配的最小可复现实验组合(MRC),构建“低扰动原位监测-高分辨终态验证-电化学响应关联”的证据闭环。建立“结构-演化-功能-性能”联动框架,关联d_SEI、f_LiF、s_SEI、E_SEI参数与极化、阻抗及循环衰减。针对原位局限、跨尺度融合与建模薄弱问题,倡导发展密封原位平台、标准化元数据及AI驱动的不确定度量化分析,为电池界面可预测设计提供方法论支撑。

在“双碳”战略稳步实施以及全球能源转型的背景下,大容量磷酸铁锂电池凭借其高能量密度和长寿命等优势在电化学储能电站中广泛应用。然而,电池热失控射流起火严重制约了储能电站的进一步发展。延缓、阻止电池模组在火焰影响下的群体式失效,是应格外关注的重点问题。目前针对大容量电池的热失控燃烧,以及相关的关键热失控参数研究较少。明确电池热失控过程中各参数的变化,是提出抑制方案的前提。针对100 Ah单体电池、四电池模组进行了热失控实验,探究温度、热释放速率(HRR)、质量损失、膨胀力等特征量。结果表明：单体电池热失控射流燃烧会发生吹熄现象,最大HRR为20.6 kW,总释放热量为4.2 MJ,四电池模组热蔓延过程中最大HRR为76.9 kW,总释放热量为33.2 MJ。研究结果为储能电站火灾预警、抑制、消防提供了理论参考。

全球能源消耗不断增加,电化学新型储能系统在平衡能源供应与需求中起到关键作用。随着新型储能系统规模的扩大,系统运行造成的温度问题极大地影响了系统的性能和安全使用,而合理的热管理方案与系统控制策略能良好地保持储能系统运作的稳定性与安全性。从储能系统热管理需求出发,对主流使用热管理方案的特点及应用进行分析,总结了各种方案的未来发展趋势,重点介绍了储能系统温度控制策略,并对储能热管理技术的未来研究方向给出了建议与展望。

随着储能系统、电动汽车和便携式电子产品的快速发展,锂离子电池安全性备受关注。隔膜作为正负极间的核心功能层,直接决定电池寿命、安全边界与可靠性。聚烯烃隔膜因工艺成熟与成本优势仍占主流,但其热稳定性、机械强度、润湿性和化学相容性不足,难以满足高能量密度和复杂工况需求。综述了隔膜的主要类型与性能要求,并将其失效机理归纳为热失效、机械失效、电化学失效、功能退化及多物理场耦合五类。在分析方法上,提出了涵盖形貌、热学、力学、电化学及成分的多维度表征框架,结合实验案例揭示了隔膜退化与电池安全衰减的内在联系。针对失效风险,重点评述了陶瓷涂覆、纳米纤维增强、功能化涂层和阻燃组分引入等改性手段,并指出未来隔膜将由单一改性走向多功能协同,需兼顾薄型化、高强度、耐高温与阻燃、自修复、智能感知等新特性。最后,展望了多物理场建模、先进原位表征及智能隔膜的发展趋势,为高安全、高性能电池提供参考。

针对石墨负极嵌锂动力学不足这一快充瓶颈,通过焦原料选择、磨粉、造粒和软碳包覆协同设计,实现8 C快充目标。选用各向同性的石油焦和各向异性的针焦,分别磨粉至7.5和6.5 μm,以平衡锂离子插层和在石墨层间扩散动力学。经造粒、软碳包覆,进一步提升嵌锂动力学。选用石油焦、石墨化后造粒包覆、包覆量2.5%的石墨设计方案,单颗粒之间为软碳连接,电荷转移阻抗和扩散阻抗小,动力学性能优,但高温存储和高温循环性能差。选用石油焦、石墨化前造粒、石墨化后包覆、包覆量1.8%的石墨设计方案,高温存储性能优,但电荷转移阻抗和扩散阻抗大,动力学性能偏差。选用针焦、石墨化前造粒、石墨化后包覆、包覆量1.8%的石墨设计方案,动力学性能、存储性能和循环性能综合表现最优,且当容量保持率衰减到80%,快充循环和高温循环趋势分别可达4 000和1 500次。研究结果为8 C及更高倍率快充石墨的开发提供了设计思路。

Fe基聚阴离子Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇(NFPP)因其资源丰富,原材料价格低廉而有望成为钠离子电池正极的理想材料。但由于其电子导电率低和离子扩散缓慢的问题使其在实际电池系统中的规模化应用受限。本研究通过固相球磨法梯度添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP,0%~7%),构建氮掺杂碳包覆NFPP正极材料。该材料表征表明,NFPP展现出不规则的纳米颗粒,适量添加PVP可优化晶体结构并形成多孔形貌,形成三维蜂窝状碳网络。电化学数据显示,NFPP-PVP5%表现出优异的电化学性能,0.2 C时首次充放电的容量为104.15 mAh/g,同时还拥有较好的循环稳定性和倍率性能。通过计算可知NFPP-PVP5%表现出最高的钠离子扩散系数。性能的提升归因于适量的氮掺杂碳层与多孔结构的协同作用,该策略为高性能钠电正极材料设计提供新思路。

深入理解电池内部物理、化学状态及反应机理是推动锂离子电池技术进步的关键。光纤传感器凭借结构紧凑、灵敏度高等固有优势,成为破解传统电池“黑箱”难题的有效途径,是近年研究热点。嵌入式光纤传感器可揭示电池从一维微观到三维宏观的多尺度、全方位演变规律,从而为电池精细化建模及管理提供数据支撑。综述了在锂离子电池中具有广阔应用前景的各类光纤传感器,并从电池健康状态监测、内部电化学行为感知及热失控预警三个关键方向,总结了该技术在锂离子电池中的实际应用。最后,对嵌入式光纤感知技术在智能电池中的发展前景进行展望,旨在阐明先进光纤传感器实现电池嵌入式监测的技术路径与应用价值。

为探究某车用动力电池包底部撞击的安全性,建立了电池包底部撞击有限元模型,并根据最新国标下的电池包底部撞击试验要求进行仿真试验验证,试验结果显示电池包防护底板的吸能占比高达64.37%,对电池的防护效果起决定性作用。在此基础上,分别考虑了撞击速度、撞击角度、撞击物几何参数、电池包底板厚度、底板材料和底板结构等因素,采用正交试验法设计27组电池包底部撞击试验工况,分析各种因素对电池包底板侵入量和电池单体侵入量的影响。结果表明：外部因素中影响最为显著的依次为撞击速度、撞击角度和圆锥顶端半径,底板侵入量和电池单体侵入量随撞击速度与撞击角度的增大而增大,随圆锥顶端半径的减小而增大,而圆锥顶角对底板侵入量和电池单体侵入量的影响较小;内部因素较为显著的主要为底板厚度和底板结构,其中底板厚度仅对底板侵入量的影响显著,对电池单体侵入量的影响较弱,而底板结构对底板侵入量有较大影响,其中防护效果的优劣顺序依次为圆形芯结构、BRAS夹芯结构、加强筋结构。

磷酸铁锂电池被广泛应用于电化学储能及新能源汽车领域,然而,由于锂电池内部化学物质的可燃性,在滥用条件下有可能导致火灾事故的发生。针对磷酸铁锂电池,开展了电芯及电池模组级别的火灾实验,结果表明：电芯热失控产生喷射火,峰值温度超过 1 300 ℃,辐射热流达 30.9 kW/m²,可点燃常见可燃物;电池模组内热失控以热传导为主,相邻电芯组传播间隔约900 s,导致整体火灾持续超过 1 h,并呈现间歇性喷射、熄灭与复燃循环。上述长时程、级联式燃烧机理揭示了磷酸铁锂电池火灾反复延续的根本原因,对电池模组的隔热设计、分仓防护以及消防持续冷却策略具有重要参考价值。

全固态锂硫电池(ASSLSBs)通过构建“固-固”转化路径,有效克服了传统锂硫电池中多硫化物的穿梭效应和锂枝晶生长问题,显著提升了电池的安全性与能量密度。然而,其发展仍面临固-固反应动力学缓慢、界面接触不良、体积变化大等挑战。总结了ASSLSBs在正极材料设计、固态电解质开发、界面工程及机理研究等方面的最新进展,并展望了未来研究方向,包括深入理解反应机制、开发新型电解质体系、引入催化策略促进转化反应以及推进实用化软包电池构建,以推动ASSLSBs从基础研究向实际应用迈进。

快充能力[10~15 min充至80%荷电状态(SOC)]正成为车载锂离子电池的关键指标,但快充过程及效果受锂析出、浓差极化、厚电极离子传输与热-电化学耦合的共同约束。从机制、结构、热管理、协议与控制、在线诊断和系统集成等六个层面对快充技术进行综述。以风险域图(温度、SOC和电流密度)、温度轨迹(保温充与快散热)、健康约束和协议优化[模型预测控制(MPC)与强化学习(RL)]为骨干,联动厚电极结构窗口(e、t和L)与电池管理系统(BMS)可采信号[dV/dt、电化学阻抗谱(EIS)、非线性频率响应分析(NFRA)和ΔT/∇T],将安全与寿命直接纳入充电控制闭环。安全高效的快充可通过如下技术措施实现：(1)建立风险域图,把不可观测的失配风险转译为协议层硬或软约束;(2)通过降低曲折度、优化孔隙梯度与合理的集流体设计,可在高面密度下提升D_eff并抑制极化;(3)“保温充与快散热”在低温与极限快充中兼顾动力学与副反应;(4)MPC、ANN-MPC与RL在诊断触发下实现个体化快充;(5)整车、桩网和云端的协同决定分钟级补能的上限。讨论了以t₈₀、ΔT和寿命衰减率为统一指标的验证与准入框架,给出了面向量产时的快充设计要点建议,明确了快充技术未来的重点攻关方向。

锂金属负极由于其高比容量(3 860 mAh/g)和低还原电位(–3.04 V vs.标准氢电极电位),被认为是电池负极材料的“圣杯”。然而,锂金属电极表面不可控的枝晶生长会导致电池库仑效率降低和循环性能下降,严重时造成电池短路,甚至发生爆炸。基于以上挑战及聚合物策略的应用,从固态电解质、隔膜修饰层、粘结剂、人工固态电解质相界面(SEI)层、复合负极等方面综述了含氟聚合物在锂金属电池中的重要作用,并对含氟聚合物在金属锂电池领域中未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

在“双碳”目标与全球能源转型背景下,我国风电、光伏装机量快速增长,但可再生能源的间歇性问题需长时储能技术解决,钒液流电池因能量存储灵活、寿命长、环保等优势成为重要选择之一。统计了2011—2024年国内钒电池项目并分析了相关政策。截至2024年末,中国所有钒电池项目共计189项,总装机功率达6 074 MW,总储能容量为23 956 MWh。已投运项目呈“小而多”特征,建设中及规划中项目的规模明显增大;钒电池项目呈现出逐年增长的态势,2024年出现爆发性增长;同时,我国钒电池项目区域发展存在差异化,西北平均项目规模最大、华东项目数量最多。通过市场发展机遇、市场发展阻碍对钒电池产业进行了展望,并分场景进行了未来市场预测。

电池健康状态(state of health, SOH)是反映锂离子电池性能退化程度的重要参量之一,SOH的精准估计对提高储能系统可靠性具有重要意义。为改善在实际应用场景中,通过传统电压-电流数据进行SOH估计时需长期记录充放电过程数据的问题,使用便携式阻抗检测系统在电池老化实验过程中采集了在20种工况状态下的电化学阻抗谱(EIS)数据,构建了8种与SOH相关的健康因子(HI),通过Pearson相关系数验证了其有效性,结合电化学阻抗谱蕴含的丰富信息开发了一种适用于电化学阻抗谱的混合专家模型(MoE)。该混合专家模型采用二维卷积神经网络(2D CNN)构建门控网络,基于40个频率下的EIS实部、EIS虚部和电压数据估计电池荷电状态(SOC)真实标签;采用遗传算法(GA)优化的门控循环单元(GRU)网络构建20个专家子网络,基于对应工况下的8种HI估计SOH。利用门控网络解耦SOC对EIS的影响,以SOC标签作为选择策略激活对应的专家网络分支。该模型以10% SOC的短间隔进行专家网络划分,全面覆盖电池的平衡与非平衡状态,适用于多种电池类型,且对于一次估计所使用的数据可在2 min内完成采集,具有良好的实时性。在测试集的评估指标为R²=0.949 8,RMSE=0.003 2,MAPE=0.26%,实现了SOH的高精度估计。

完成了在常压氮气氛围中对304 Ah磷酸铁锂电池(LFP)的热失控实验,实验结果表明,在1 033 s,阀口开启,气体射流导致阀口温度骤升至100.9 ℃,同时射流带走一部分热量使得电池侧面温度有短暂降低,密封舱压力在开阀时骤升2.8 kPa,此时压升速率最大为1.16 kPa/s;1 459 s开始,电压从3.43 V降至0 V耗时119 s,排气阀口温度历经多次喷发后于1 969 s达峰值229.6 ℃,电池表面温度在1 885 s达到峰值375.3 ℃,温升速率最高达4.0 ℃/s(1 595 s),热失控阶段期间最大压升速率0.53 kPa/s,产气量于1 983 s达200.7 L后进入平台期。电池初始质量5 452 g,实验后为4 340 g,质量损失率20.40%,其中气体占损失质量的92.7%,气固比12.9。经燃烧极限计算、修正后混合气体可燃下限6.62%、上限71.08%,表明舱内气体具备较宽的燃烧范围。研究结果旨在为保障锂电池储能系统的安全运行提供理论依据和实践参考。

隔膜作为锂离子电池的关键组件,其性能直接影响电池的循环寿命和安全性能。以聚乙烯、聚丙烯为代表的聚烯烃材料凭借低成本、高化学稳定性和高机械强度等特性,在锂离子电池领域获得广泛应用。系统综述了锂离子电池用聚烯烃隔膜的研究进展,涵盖了其基本特性、制备工艺、性能挑战、改性策略及各种改性策略对提升电池安全性能和电化学性能的作用机理。通过结合微观结构表征,详细探讨了聚烯烃隔膜的多功能化设计思路。最后,基于当前研究进展,对该领域的未来发展趋势进行了前瞻性展望。

为了实现去溶剂、免干燥、可连续制备的干法电极工艺,采用涡轮式搅拌器替代螺杆挤出机,成功制备了镍钴锰材料(NCM811)干法极片。通过对极片制备过程微观形貌及电化学性能的系统表征发现,在定向剪切力作用下,聚四氟乙烯的纤维化效果更为显著;而在高速搅拌条件下,粘结剂与导电剂易发生团聚,导致干法极片整体原纤化程度较低,从而需要高比例粘结剂,容易引发孔隙堵塞且电解液浸润性较差。与湿法极片相比,干法极片的倍率性能显著下降;在2 C条件下,湿法极片依然能够实现100 mAh/g的容量输出,而干法极片在相应条件下的容量基本趋近于零。

绿色回收与资源化利用,是应对光伏组件退役潮的破局关键。系统综述了退役光伏组件的管理政策、主流技术及其全生命周期的环境影响。当前退役光伏组件回收与资源化在技术、经济与政策协同方面仍面临多重挑战：热解法和湿法冶金等主流技术在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜高效去除、有价金属低碳回收等环节尚待突破;中国、欧盟、美国等主要经济体已初步构建生产者责任延伸制度框架,在此框架下,资源化途径正呈现多元化趋势,从传统材料回收扩展到转化为建筑材料、光催化剂等高附加值方向,展现出显著潜力,但技术执行与政策协同仍需加强;生命周期评价证实回收可有效降低全周期碳排放与环境毒性,但工艺过程中的二次污染控制亟待优化。对退役光伏组件的资源化回收、政策管理和工业化应用等方面的未来前 景进行了展望。

为探究双盐体系对高镍/硅碳电池性能的作用机制,以双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)为主盐、六氟磷酸锂(LiPF₆)为抑制铝箔腐蚀的辅盐,系统研究不同LiFSI/LiPF₆配比电解液的理化性能及对电池倍率和高温(55 ℃)循环稳定性的影响。通过铝箔腐蚀表征说明LiPF₆的引入能有效抑制铝箔腐蚀,循环伏安法测试表明铝箔腐蚀程度和LiFSI含量呈正相关,电化学测试结果表明,优化后的混盐配比可协同提升电池倍率和高温循环性能。当LiFSI和LiPF₆的摩尔比为1∶1时,电池在55 ℃下的产气量最少、循环性能最好、循环后内阻变化率最低,高温循环0.5 C/0.5 C 370次@80%。通过精确调控LiFSI和LiPF₆的比例,可显著改善铝箔腐蚀与高温循环中容量衰减的问题,为高镍/硅碳电池的电解液配方优化提供关键实验依据和技术参考。

针对动力电池直冷热管理系统中冷板结构设计存在的散热不均与流动阻力大等问题,提出了一种对称式迷宫形流道结构。基于计算流体力学(CFD)数值模拟方法,建立了冷板两相流-固-热耦合模型,系统分析了流道宽度、圆角半径及制冷剂质量流量等关键参数对系统制冷性能与能量消耗的影响规律。结果表明：迷宫形流道在1 C~4 C放电倍率下相较传统蛇形流道可有效提升热管理性能,电芯最高温度降幅1.99 ℃、最大温差降幅0.97 ℃,同时压降降低57%~78%;流道宽度存在最优区间,可在提高散热能力与控制压降之间取得平衡;圆角半径增大可显著降低局部流动阻力,但过大将削弱局部沸腾换热强度;制冷剂质量流量存在相变主导下的饱和点,继续增加流量对散热提升有限,反而显著增加能耗。揭示了直冷系统中结构与工况参数对换热与能耗性能的耦合调控机理,并提出了冷板设计准则,可为高效直冷热管理系统的工程应用提供理论支撑与设计参考。

针对方形锂离子电池温度分布不均匀等问题,提出了一种并联蛇形液冷流道结构,并与传统蛇形流道结构及传统并联流道结构进行散热性能对比。通过分析冷却液进口质量流量、入口温度、液冷板厚度三种因素对并联蛇形流道结构散热性能的影响,并通过正交实验和极差分析对三种影响因素的重要程度进行排序,确定最佳的参数组合。研究结果表明：优化后的并联蛇形流道结构的散热性能得到极大提升,与原始模型相比,电池组的最大温差降低63.9%,压降降低7.7%。该研究可为探索散热性能更好、能耗更低的热管理系统提供参考。

针对高温高湿环境下N型单玻TOPCon光伏组件因封装胶膜水解诱发腐蚀的可靠性问题,系统评估了EPE、EVA及耐醋酸改性胶膜的理化特性(剥离强度、交联度、水汽透过率、酸值),并结合组件加速湿热(DH)及电势诱导衰减(PID)测试,研究了封装胶膜对组件性能的影响。结果表明：湿热测试显著加剧胶膜水汽透过率和酸值上升,同时加剧胶膜剥离强度与交联度下降。同类型胶膜下,耐醋酸胶膜各项性能衰减更小,水分是诱发腐蚀的必要条件。关键发现为：双面耐醋酸胶膜封装能有效抑制醋酸-水分协同腐蚀,其组件在DH2000 h后功率衰减仅为3.79%,远低于双EVA封装组件的12.75%,且栅线腐蚀显著减轻,三轮PID测试衰减低至1.57%。为通过优化封装材料提升TOPCon组件湿热可靠性提供了有效策略。

橄榄石结构磷酸锰铁锂(LiMn_xFe_1–xPO₄,LMFP)材料是一种高能量、低成本的锂离子电池正极材料,近年来受到广泛关注,然而其固有的低的电子与离子电导率以及缓慢的电化学反应动力学限制了其进一步的发展和应用。引入N掺杂的生物质碳-柚子皮粉末(CP)作为导电媒介,并将LMFP/C纳米颗粒锚定在其不规则纳米片状结构上,成功制备了LMFP/C-CP3复合材料。由于N掺杂的生物质碳具有良好的导电性,抑制颗粒团聚的同时充当了高效的电子传输通道,有效地促进了电子的快速转移,从而提高了LMFP/C材料的电化学性能。LMFP/C-CP3复合材料在0.1 C下具有152.14 mAh/g的高放电比容量,在1 C下500次充放电循环后容量保持率高达95.6%,表现出显著的循环稳定性。

锂离子电池的实际应用面临电解液体相离子传输动力学缓慢及宽温域稳定性差的双重挑战。针对磷酸铁锂动力电池的快充需求,设计了一种基于高离子电导率乙腈(AN)溶剂的新型快充电解液体系。通过对锂盐的优化并引入含氟添加剂和高温添加剂,该电解液显著提升了常温及高温下的快充性能。与商用乙酸乙酯(EA)基电解液相比,所开发的AN基电解液在25 ℃下的离子电导率提升至2倍,在4 C快充条件下经过600次循环后,放电比容量保持在36 mAh/g。该研究为开发适用于宽温域、高能量密度动力电池的快充电解液提供了有价值的商业化路径。

锂离子电池(LIBs)是当前应用最广泛的电化学储能技术,锂离子电池粘结剂将活性物质、导电剂直接粘结到金属集流体上,同时保证活性物质制浆时的均匀性,在电极表面辅助形成稳定的固体电解质界面层(SEI)等。再者,设计导电粘结剂网络可缓解锂离子电池充放电过程中产生的体积膨胀引发容量减少等问题。羧甲基纤维素(CMC)作为电极粘结剂得到了广泛的商业化应用。就CMC的结构性质和应用方面做了简要的总结,深入分析了电池粘结剂的粘结机理,系统阐述CMC改性方式对提高锂离子电池性能的作用。最后,对CMC粘结剂的发展进行了展望。

针对大型储能电池包顶面温度不均匀的问题,选取某1并104串储能电池包为研究对象,提出了一种“自均温”液冷板,通过流道对称设计以及冷热流道交叠的拓扑结构设计,可显著提高电池顶面温度均匀性。液冷板仿真结果流阻为23.86 kPa,各并联流道流量最大差异为4.1%。通过优化温差较大区域的流道布置,使电池包顶面温差降低了12.9%。最终方案的电池包瞬态热仿真结果表明：25 ℃环境温度下,最高电池温度为36.36 ℃,最大顶面温差为1.96 ℃。电池包充放电测试结果显示：最高电池温度为36.8 ℃,最大顶面温差为2.2 ℃。液冷板流阻仿真和实测结果误差为5.84%。电池包仿真和实测结果最高温度相差0.4 ℃,最大温差相差0.2 ℃。

液流电池凭借环保性强、安全可靠、功率与容量解耦及配置灵活等优势,在电源侧、电网侧以及用户侧等储能场景中展现出广阔应用前景。聚焦国外视角,以全钒液流电池为核心研究对象,系统梳理近年来国外发表的高质量文献,从电解液材料改性、电极材料开发及电池/电堆结构优化三个维度,深入综述液流电池技术的前沿研究成果。通过剖析现有技术的核心特点与发展动态,分类探讨电解液稳定性、电极界面阻抗、流道传质效率等技术瓶颈,归纳具有代表性的液流电池工程项目,并对液流电池技术的未来发展提出相关建议。

以三元锂离子电池为研究对象,通过在缺陷电池中植入不同直径的球形铜粉构建实验组,并设置正常电池作为对照组,结合电化学阻抗谱、容量增量曲线和库仑效率等多维度诊断方法,系统分析了不同尺寸金属异物对电池性能的影响机制。研究发现小尺寸铜粉缺陷由于颗粒数量多、活动度高,更容易形成内短路通路,导致自放电加剧、库仑效率急剧下降,锂离子损失和活性材料损失现象更为突出;而中大尺寸缺陷主要因机械损伤加速电池异常老化,以欧姆内阻增加为特征。虽然两种尺寸缺陷都会引起锂离子损失和活性材料损失,但小尺寸缺陷的退化程度更加显著。

激光光纤供电技术具有抗干扰性好、安全性高的优点,是目前强电磁环境下传感装置供电的有效途径。针对现有激光隔离供电存在的效率低、功率密度低的问题,提出了一种基于垂直多结激光光伏电池的大功率激光隔离供电模块的设计方法,采用垂直4结和6结激光光伏电池器件制备了大功率激光隔离供电系统接收模块,设计开发了激光隔离供电系统,采用5 V激光隔离供电系统接收模块,在输入电功率45.30 W的条件下,输出电功率达到10.82 W,系统电-电传输效率达到23.88%。该设计方法可为激光隔离供电技术领域提供重要参考。

系统分析了中国与日本新能源汽车动力电池标准体系现状,重点对安全要求标准、测试工况等方面进行了差异分析及原因剖析;对中日动力电池的发展趋势进行分析,并提出发展建议;分析了中日动力电池标准和技术路径上的竞争与合作空间,为全球新能源汽车产业的标准化与技术创新提供了重要视角。

锂离子电池的老化是一种缓慢、隐蔽且不可逆的衰变过程,其电池健康状态的估计则是一项更为复杂的长期性命题。为解决这一问题,提出了一种融合双向门控循环单元、多头注意力机制、多层感知器与混合专家机制的多模态混合专家模型,通过时序编码与注意力机制捕捉容量衰减过程中的长期依赖特征,利用混合专家机制结构实现不同退化模式的自适应建模。基于公开数据集的实验结果表明,MMMe在NASA电池数据集上电池健康状态估计平均绝对误差为0.041 0,均方根误差为0.054 2;在CALCE数据集上平均绝对误差为0.024 5,均方根误差为0.030 7,估计精度均优于多种对比模型,且工程适用性强,具有实际推广应用价值。

与传统合金相比,高熵合金因其独特的机械性能、优异的摩擦磨损抗力、出色的耐腐蚀性以及显著的结构稳定性而备受关注,在电磁和催化领域也展现出巨大潜力。聚焦高熵氧化物(high entropy oxide,HEOs)在水系锌离子电池中的创新应用,系统综述了其最新研究进展。阐述了HEOs在提升水系锌离子电池能量密度和循环稳定性方面的关键作用;详细分析了四种典型制备方法(机械合金化、电弧熔炼、溶液燃烧及共沉淀法)的技术特点;重点阐释了高熵氧化物的四大特征效应(高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和鸡尾酒效应)及其协同作用机制;深入探讨了元素掺杂调控策略对电化学性能的影响,并展望了HEOs在水系锌离子电池储能领域的发展方向。

采用涂覆法将柔性SiO₂纳米纤维膜与PEO/LiTFSI复合制备S-PEO/LiTFSI复合固态电解质。复合电解质的力学与热学性能显著提升,其拉伸强度为1.50 MPa,断裂伸长率为21%,高于对照组(PEO/LiTFSI)的1.02 MPa和18%,熔融温度升高至55.1 ℃,而对照组为50.5 ℃。复合电解质在30 ℃下离子电导率达1.3×10^–4 S/cm,较对照组提升一个数量级;活化能为0.712 eV,显著低于对照组的0.952 eV。基于该电解质的Li||S-PEO/LiTFSI||Li对称电池在60 ℃经1 100次循环后,电压滞后稳定于(24.8±0.2) mV;LiFePO₄||S-PEO/LiTFSI||Li电池在0.1 C/0.2 C下过电位为44/59 mV,远低于对照组的99/141 mV,0.8 C/1 C放电比容量达127/100 mAh/g。复合电解质锂离子电池的性能提升可归因于SiO₂三维网络提供的额外离子路径、机械增强及界面稳定性优化。

锂离子电池凭借其高能量密度和长寿命,在轨道交通与储能系统中得到了广泛应用,但随着充放电循环次数的增加,其健康状态(SOH)逐步衰退,给电池管理带来安全风险与维护挑战。传统的SOH预测方法主要依赖单一视角的增量容量分析(ICA)及常规数据驱动模型,难以全面捕捉电池退化过程中电化学特性与时序动态的多尺度变化,导致预测精度和鲁棒性均受限。提出了一种基于多视角数据分析的SOH预测方法,通过融合电压视图与时间视图下的增量容量(IC)曲线信息构建多视图健康因子(HI),并设计了结合Transformer与极限梯度提升(XGBoost)的预测框架。其中,Transformer采用动态时间窗调整和双尺度注意力机制,以适应不同退化阶段下的时序特征提取。而XGBoost则通过引入物理信息约束,进一步提升了预测的稳定性与鲁棒性。在马里兰大学的PL13电池训练集中,该方法实现的均方根误差(RMSE)仅为3.13×10^-3,决定系数R²高达0.997;而在PL11电池测试集中,RMSE仅为4.57×10^-3,R²达到0.994,充分验证了该方法在多视角特征融合和动态时序建模方面的卓越性能。

氢能作为一种高效的能源载体,凭借其高能量密度、绿色环保及清洁无污染等显著优势,受到广泛关注。电解水制氢是实现可再生能源消纳与绿色氢能生产的有效途径之一。在现有的四种电解水技术中,质子交换膜电解水技术因其电流密度大、制氢效率高、气体纯度高、能耗低以及安全性好等优点,已成为当前研究的热点。双极板作为质子交换膜电解槽的核心组件,不仅承担结构支撑作用,还负责电子传导与反应物分配流场的构建。总结了双极板流场型式的最新研究进展,重点探讨了常规流场与新型流场设计对电解槽传热传质性能的影响规律,深入分析了人工智能在流场优化设计中的应用潜力,并对双极板未来的技术发展方向进行了展望,为高性能流场结构的设计提供理论参考与技术指导。

将磷酸锰铁锂与三元材料掺混使用作为正极活性物质,采用正交实验法,开展磷酸锰铁锂掺混三元复配电池的正极配方研究。对正交实验的9种正极配方进行加工,发现磷酸锰铁锂的材料比表面积大,均浆过程需增加搅拌强度、延长搅拌时间,磷酸锰铁锂掺混量越多,浆料固含量越低,极片的最大压实密度越低。对正交实验9种软包电池进行60次循环测试,结果表明,正极配方中磷酸锰铁锂∶三元材料为2∶8,PVDF添加量为2.5%,CNT添加量为1%时,电池的循环性能最好。采用最佳正极配方制备样品电池,结果表明比能量为240 Wh/kg的复配电池不适合3 C以上的高倍率放电,电池500次循环后容量保持率为90.12%,表现出良好的循环性能。

开发了一种兼具高导热性、阻燃性与结构稳定性的阻燃复合相变材料,用于动力电池热管理。以聚乙二醇为基体,三聚氰胺氰尿酸盐微胶囊化磷酸三苯酯作阻燃剂,膨胀石墨增强导热,环氧树脂提升力学强度。实验表明,当膨胀石墨添加量为3%、微胶囊阻燃剂含量为29%时,PEE/MTPP2性能优异。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,电池最高温度分别为33.5、42.6和48.8 ℃,最大温差分别为0.3、1.0和0.5 ℃,控温均温效果良好,为动力电池热管理提供了高性能安全方案,在新能源汽车等领域应用前景广阔。

水系离子电池因其本质安全、环境友好、成本低廉等优势,在大规模储能领域展现出广阔的应用前景,被视为下一代可持续储能技术的重要候选体系。然而,其在低温环境下(通常指0 ℃以下)的电化学性能显著下降,严重制约了其在寒冷地区或极端气候条件下的实际应用。低温下水系电解液易冻结、离子电导率急剧降低、电极与电解液之间界面动力学迟缓以及活性物质离子扩散受限等问题,共同导致电池容量衰减、倍率性能恶化和循环稳定性下降。系统综述了水系离子电池低温性能的研究进展,重点介绍了电解液设计、电极材料结构优化、新型粘结剂开发三大核心策略的研究现状,并从机制探究、改善电化学动力学行为和电极-电解液界面等方面提出了多种可能的优化策略以及未来的研究方向,有望为水系离子电池在极端环境下的实用化提供新思路。