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。

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%。

锂金属负极因具有极高的比容量(3 860 mAh/g)和低电化学电势(–3.04 V),成为可充电电池领域的研究热点。然而,锂金属的不稳定性会促使枝晶形成,在充放电过程中发生不可控的界面反应,导致生成的固体电解质界面(solid electrolyte interphase, SEI)层不稳定,进而影响电池循环寿命。通过锂金属负极表面引入聚合物人工SEI (ASEI),改善机械性能和电化学性能,从而制备长循环寿命和高能量密度的锂金属电池(LMBs)。聚合物具有灵活度高及结构可设计等特点,是人工SEI的理想材料。概述了人工SEI的性质及作用,根据聚合物官能团类型和所起作用,系统总结了聚合物人工SEI的研究进展,并对未来的研究方向和发展前景作出展望。

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。

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。

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。

纤维状锂离子电池作为柔性电子设备的核心储能元件,表现出高灵活性、轻量化、可编织的优点。传统工艺制备的电极材料通常采用金属集流体涂覆活性物质的形式,在多种形变下容易造成活性物质龟裂、脱落等现象,影响储能性能的稳定。碳纤维(CF)具有电导率高、柔性好、机械性能强、可编织等优点,将其作为电极的导电骨架应用于柔性自支撑电极受到了广泛的关注。而碳纳米管(CNT)是常用在电极领域并具有大长径比、大比表面积的导电纳米材料,阵列碳纳米管(VACNTs)还能够提供高度有序的传导结构以及提高电极的机械强度。通过在CF上原位生长VACNTs作为柔性自支撑导电骨架,水热负载磷酸铁锂、钛酸锂分别作为正极、负极,组装成纤维全电池。在0.2 C的充放电倍率下,初始放电线比容量达到1.38 mAh/cm,线能量密度高达2.62 mWh/cm。

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%。

介绍了目前双电层电容器关键材料的发展和国内外的研究现状,包括：活性材料、导电剂、粘结剂、电解液和隔膜等;介绍了目前双电层电容器依性能特点在不同应用领域中的使用,讨论了双电层电容器所具有的优劣势及其发展趋势。

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。

CF_x作为一种重要的正极材料,在锂原电池中具有高能量密度、长贮存寿命和优异的安全性等优点。近年来,研究人员通过研究Li/CF_x的工作机理,揭示了CF_x材料目前存在的问题,并针对这些问题进行了一系列的改性处理,如等离子体处理、表面包覆、原子掺杂等。此外,研究人员还通过表面脱氟、纳米尺度工程等手段,改变表面结构从而提升导电性和锂离子传输速率,进一步提高了其能量密度。这些研究成果为CF_x在锂原电池中的应用提供了新的思路和途径。主要介绍了Li/CF_x电池的工作机理及CF_x材料目前存在的问题,针对CF_x材料的改性方法做了总结分析,并对Li/CF_x电池在航空航天、国防军事等领域的应用做了详细介绍和展望。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极铂(Pt)的一氧化碳(CO)中毒问题限制了燃料电池的大规模商业化应用。报道了一种用于氢氧化反应的耐CO的燃料电池阳极催化剂,该催化剂由硫化钼(MoS₂)改性的导电炭黑载体以及沉积在载体上的Pt纳米颗粒组成,命名为Pt/C-MoS₂。采取透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及电化学测试等方法表征了不同MoS₂含量的催化剂的结构、组成以及性能。实验结果表明,硫化钼的添加提高了催化剂的CO抗性,载体中硫化钼含量为10%的样品(Pt/C-MoS₂-10)表现出最佳的性能。单电池测试的结果也验证了Pt/C-MoS₂-10催化剂CO抗性的提高。

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。

精确的荷电状态(SOC)估计可以保障电池系统安全可靠地工作。钛酸锂电池优良的大倍率充放电特性使其近年来在需要大功率充放电的特种车辆上得到应用。针对使用扩展卡尔曼滤波算法估计SOC在不同模型上产生不同误差的问题,以钛酸锂电池为实验对象,针对最常用的一阶RC和二阶RC模型,利用实验数据进行了参数辨识,开展了三种不同工况下的SOC仿真研究,结果表明：两种模型的扩展卡尔曼滤波算法精度都较高,平均相对误差都在2%以内。在恒定工况下,一阶RC模型的扩展卡尔曼滤波算法有更高的精度,而在变工况下,一阶RC模型的扩展卡尔曼滤波算法比二阶RC模型精度略低,表明二阶RC模型具有更好的动态性能。

磷酸铁锂电池作为广泛应用的锂离子电池之一,其关键电极材料的高效回收循环利用在资源、环境、经济等方面具有重要的战略意义。高温固相修复技术能够实现磷酸铁锂正极材料短流程、低成本、高效率、绿色环保的循环利用,获得了广泛的关注和研究。针对高温固相修复再生磷酸铁锂正极材料,介绍了此类材料的电化学性能失效机理,从锂补充、缺陷修复和强化锂的迁移等方面对磷酸铁锂正极材料的修复机理进行了分析;阐述了焙烧温度、保温时间、补锂量等修复再生工艺参数对高温固相法修复磷酸铁锂正极材料的影响;分析了表面包覆和离子掺杂对提升磷酸铁锂正极材料电化学性能的影响和机理;并对高温固相修复法修复磷酸铁锂正极材料的可控制备、杂质控制和材料改性等方面的未来前景进行了展望。

采用高温固相合成法制备氧化镧掺杂的锰酸锂材料,研究了氧化镧不同掺杂比例(与二氧化锰的质量比分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%)对样品性能的影响。实验结果表明：当氧化镧掺杂量为1%时,所制的锰酸锂材料在1 C下比容量最大,达到120.42 mAh/g;首次充放电效率最高,达96.76%;100次循环的1 C容量保持率最大,为90.28%。

膜电极(MEA)是质子交换膜(PEM)电解堆的核心,是物质传输和电化学反应的场所,直接决定电解堆的性能、成本和寿命。综述了PEM电解制氢膜电极的制备方法,主要包括：多孔传输层表面制备催化层(PTE)、质子交换膜表面制备催化层(CCM)、有序化制备法(OME)及直接膜沉积法(DMD)。PTE工艺可避免质子膜溶胀,但对传输层孔隙结构要求较高;CCM工艺过程简单,具有良好的催化层/膜界面,但电极极化损失高、物质传输性能较低;OME工艺具有良好的导电性及物质传输通道,有助于增加三相界面;DMD工艺可改善催化层与质子膜界面,自由调节膜厚,提升膜电极的性能并降低成本。

钠金属电池由于金属钠具有的高能量密度和低电极电势特性极具发展潜力,然而,传统的碳酸酯类电解液与钠金属之间持续反应,导致电池的循环稳定性能不理想。添加剂策略是一种提升电解液性能的简单有效策略,通过盐包盐策略成功制备了NaNO₃作为添加剂的酯类电解液。DFT计算和NMR测试结果表明,NO₃^–将进入Na⁺溶剂化鞘层内侧,在钠金属负极优先还原。对于钠金属界面的SEM和XPS表征结果及电化学测试显示,NO₃^–的还原构建了含氮的SEI界面,助力均匀稳定的钠金属沉积剥离行为。Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)与钠金属负极组装的钠离子电池在NO₃^–改性的酯类电解液中可获得超长稳定循环,在2 C (1 C=110 mA/g)下循环了2 000次后容量保持率高达89.9%,在5 C下循环1 000次后容量保持率为97.4%。

通过二次锂化技术制备了LiNi_0.931Co_0.049Al_0.02O₂单晶NCA正极材料。通过高温预烧结完成Li_0.96Ni_0.95Co_0.05O₂材料的制备;随后在预烧结后的物料中补充足够的Al和Li,进行二次烧结制备出NCA单晶正极材料(S2-NCA)。通过本技术制备的高镍单晶正极材料表现出了优异的倍率和循环性能。经过测试,S2-NCA放电比容量可达217.1 mAh/g,60次循环容量保持率可达94.8%,远远优于一次锂化制备的NCA单晶正极材料(S1-NCA),初始比容量为207.9 mAh/g,60次循环容量保持率为85.8%。

针对300 Wh/kg高比能锂离子动力电池在不同循环寿命状态下的电解液进行残余成分分析,其中正极材料为三元高镍材料NCM811,负极材料为石墨和氧化亚硅混合材料。研究结果表明：电解液添加剂VC及DTD主要作用于化成阶段及循环前期的SEI膜形成;FEC在化成阶段几乎不消耗,主要作用在循环后期,修补由于硅负极膨胀导致的SEI膜破裂;PS则在常温循环中消耗较少。此研究明确揭示了各添加剂的作用阶段及消耗量,同时以电池中残液组成成分随不同循环寿命的变化规律作为电解液配方技术精准调控方法。

精确的荷电状态(SOC)估算对可靠的电池管理系统来说十分关键。基于二阶等效电路模型,提出了一种加权多新息自适应扩展卡尔曼滤波(WMIAEKF)算法,该算法可以解决传统多新息算法中误差累积的问题,从而提高SOC估算精度。实验仿真结果表明,所提算法比传统的自适应扩展卡尔曼(AEKF)以及多新息自适应扩展卡尔曼(MIAEKF)精度要高,最大误差控制在1.15%以内。此外,基于该算法提出了一种改进的多时间尺度双卡尔曼滤波算法,其中,WMIAEKF用于SOC估算,AEKF用于容量估算,两者结合对电池的SOC和容量进行实时的联合估算。所提算法能够对电池SOC以及容量进行较精确的估计,在新欧洲行驶工况(NEDC)下,SOC估算误差始终控制在1.2%,并且在面对错误容量初始值时也能保持较好的鲁棒性。

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。

采用电沉积的方法在三维铜集流体表面制备锡镀层,进一步在纯氩气氛中,分别对其进行300、400、500、600和700 ℃热处理,保温时间3 h。结果表明,热处理过程中表面镀层中的Sn原子逐步扩散到铜基体中,当热处理温度为600 ℃时,Sn元素均匀分布到铜基体中,此时,锂金属电池循环性能最佳,能够在高正极载量(17 mg/cm²)和低N/P比(0.6)的条件下,实现较大充放电倍率(0.5 C/3 C)下稳定循环130次。

采用二氧化硅包覆限域碳化的方法,制备N、B共掺杂空心纳米碳球。碳球直径为245 nm,空腔内径为165 nm,比表面积为666 m²/g。与非限域碳化空心碳球对比,限域碳化可以有效扩大碳球空腔直径。以空心碳球为载体制备碳硫复合正极材料,碳球的大空腔结构可以提高锂硫电池硫正极中单质硫的利用率和循环稳定性,复合材料0.1 C放电比容量809 mAh/g;1.0 C初始放电比容量716 mAh/g,循环300次后比容量551 mAh/g,每次容量损失率0.077%。同时,碳球的多孔壁层结构可以提高锂离子的传输动力学,材料表现出良好的倍率性能,5 C放电比容量为423 mAh/g。

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。

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。

针对卷积神经网络(CNN)在动力电池组故障诊断中容易过拟合和准确度低的问题,提出了一种改进的基于卷积神经网络的锂离子电池故障诊断模型。首先,对CNN网络的结构和参数进行调整和优化,利用小波包变换将故障信息提取到CNN中,然后用支持向量机(SVM)代替CNN中的SoftMax分类器构建CNN-SVM模型,再利用粒子群算法(PSO)对SVM中的超参数进行优化,以得到用于电池组故障诊断的最优模型,最后,通过故障实验对比来验证所提出方法的优越性。实验结果表明,CNN-SVM模型的故障分类准确率可达97%以上,远高于传统深度学习网络,对锂离子电池组的故障诊断具有实际意义。

锂离子电池荷电状态(SOC)与开路电压(OCV)的关系曲线(OCV曲线)是影响其SOC估计精度的核心因素。针对小电流OCV(LO)测试耗时短但数据精度较低的问题,提出一种OCV模型及其优化方法。该方法基于LO测试的OCV数据,采用道格拉斯-普克算法和分段线性函数建立OCV模型。并将OCV曲线上的4个OCV点作为变量,建立了其他OCV点的随动模型,使曲线能够运用粒子群优化算法进行优化。基于优化后的OCV曲线,动态工况下的端电压估计绝对平均误差降低83.5%,采用自适应扩展卡尔曼滤波的SOC估计误差小于0.3%。该方法能够基于耗时短的LO测试获取准确OCV曲线,降低锂离子电池研究与应用的测试成本。

膜电极组件(MEA)上接触压力分布对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能有显著影响。建立了PEMFC三维单电池模型,研究了产品装配过程中端板材料和厚度、密封垫硬度对MEA接触压力分布的影响。在工作工况下,使用热力耦合方法模拟化学反应引起的热效应,研究了温度对MEA接触压力分布的影响。结果表明,端板材料与厚度对接触压力分布均匀性的影响较大,随着密封垫硬度增大,接触压力的均匀性得到改善,但影响了密封效果。此外,温度升高不仅影响MEA上接触压力,也使燃料电池密封性能降低。

甲醇重整制氢混合气体作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阳极燃料可以避免氢气纯化,降低燃料电池的运行成本。但是重整气体中的CO对质子交换膜燃料电池阳极催化剂具有毒化作用,进而使得电池性能严重衰减。为系统地研究重整气中CO对质子交换膜燃料电池性能的影响,搭建了低压富氢电堆发电系统测试平台,模拟甲醇重整气组成配置标气,对PEMFC进行发电测试,研究发现CO对PEMFC的性能影响较大,当重整气中CO浓度为20×10^–6时,电堆的电压输出从55.8 V逐渐下降到44.3 V,这个期间过多地消耗H₂和空气,造成电堆发电效率下降。研究发现采用阳极补氧技术,即电堆阳极补入空气为富氢混合气体的1.0%~2.0%,可以有效降低微量CO(20×10^–6以下)对电堆性能衰减的影响,提升了燃料电池的耐久性,保障PEMFC发电系统长时间稳定发电。

为了适应电池总数变化并有效提高锂离子电池组均衡速度等,设计了一种双层均衡方法。首先对电池进行分组分层,底层组内分为奇数次和偶数次均衡电路,以适应电池总数存在奇偶性不同的情况;顶层组间采用可重构电路,将满足均衡条件的电池组接进或隔离出电路;同时从电池奇偶性、均衡速度和能量转移效率等方面推论出该均衡电路的优越性。其次以电池SOC为均衡变量,采用组内和组间同时均衡的控制策略,进一步提高均衡速度。最后考虑电池总数奇偶性不同,分别选用六节、七节锂离子电池在MATLAB/Simulink平台进行实验,与传统分布式可重构双层电路相比,充电均衡时间缩短了125.44和128.92 s,放电均衡时间缩短了114.99和115.69 s;与传统集中式可重构双层电路相比,充电均衡时间缩短了57.49和59.14 s,放电均衡时间缩短了51.24和50.63 s。同时通过比较均衡完成时电池组平均SOC及SOC离散度,可以得出该均衡电路在能量转移效率和减小电池组不一致性方面的优势,验证了所设计的均衡方法的有效性。

动力电源是无人水下航行器(UUV)的关键部件,是制约UUV更新换代的瓶颈之一。选取现有海水激活电池作为研究对象,针对海水激活电池在主流场内海水流动阻力大、电化学反应不充分等问题,基于Ansys Fluent对不同流量下电解液流道内部流场的流动特性进行仿真计算,以期为海水激活电池电解液流道的结构优化提供参考。结果表明：随着进液口电解液流量增加,电极板流场内压力分布均匀性逐渐变差;进液口的4条支流道内部通道及出口处尾流的流速变快,速度不均匀度增加;电极板流场内漩涡变大且回流范围扩大,流速不均匀面积明显变大。

Al₂O₃作为陶瓷材料、催化剂、催化剂载体及研磨磨料等有广泛的应用。因氧化铝具有优良的抗酸碱腐蚀性和力学等性能且热稳定性好、来源丰富,所以近年来逐渐开始应用在储能材料领域,进一步拓展了氧化铝的应用范围。主要针对氧化铝包覆后的二次储能电池正极材料、负极材料,以及改进隔膜的力学性能等方面进行研究。报道了近年来氧化铝在锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、电解液、隔膜方面的应用研究进展。

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。

对于二次电池电极材料而言,高熵设计可以获得更好的结构稳定性、体相电子电导率以及离子扩散速率。综述了近年来锂离子电池(LIBs)、钠离子电池(SIBs)、钾离子电池(PIBs)和水系锌离子电池(ZIBs)中的高熵改性电极材料,深刻剖析了优越的电化学性能与高熵结构之间的构效关系,系统总结了高熵电极材料的发展现状与挑战,并对高熵材料的优化设计提出了见解,为推动二次电池高熵电极材料的产业化提供参考。

锂铬基金属氧化物电池选用了具有强氧化性的Cr₈O₂₁作为正极和强还原性的金属锂作为负极,所以该体系电池对使用的电解液要求很高。通过溶剂与金属锂的高温稳定性试验和电解液的高温稳定性试验,总结出宽温域电解液应尽量减少醚类和羧酸脂类溶剂的使用,并且需在电解液中添加成膜剂来改善界面稳定性;除此之外,通过引入高DN值(donor number)溶剂二甲基亚砜(DMSO)和小分子结构乙醚也可进一步改善电解液的低温性能。

基于锂离子电池回收过程中的质热平衡计算,依靠Matlab平台,针对物理破碎预处理过程(破碎-热处理-二燃-急冷),根据电池种类、单位时间投料量,以及二燃室相关结构参数计算过程中所需天然气与助燃空气量,为生产过程中工艺参数调节提供理论支持;或根据所提供预计回收量推演二燃室尺寸,为回收过程精准化控制提供基础。