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。

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%。

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。

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。

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。

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。

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。

随着航天技术的快速发展,空间电推进、空间电子束焊接、空间通信、深空探测等空间任务对空间电源的电压等级和功率等级要求逐渐提高。由于空间电源输出电压等级的提高,电子产品在空间环境中的低气压放电问题逐渐显现。根据气体电介质的击穿理论,空间中低于大气压的环境意味着气体击穿电压水平比在大气环境中低得多,当达到一定的阈值电场强度时,电场将加快电荷载流子的运动,并最终发生击穿或闪络。针对空间低气压放电问题进行了调研、理论分析和静电场仿真,总结出现阶段适合空间电源应用的低气压放电理论,为空间高压电源及空间电源系统的发展打下基础。

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。

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。

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。

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。

采用将锂金属阳极浸润在氟化铜混合溶液的方法对锂阳极表面进行SEI层的人工修饰。系统观察不同浓度氟化溶液和浸润时间对阳极表面生成SEI膜的影响,选择1.0%质量分数CuF₂溶液浸润10 s为最佳实验条件。结合电化学测试与形貌表征研究锂金属电池循环时间、阳极界面上锂的沉积情况和SEI层的力学性能,结果表明,人工SEI层在不同电流密度下将锂电池循环时间提高了160%~446%,促进锂在界面层均匀沉积且显著抑制锂枝晶的生长。研究结果对锂金属电池通过表面修饰实现长循环、高倍率充放电研究具有一定的指导意义。

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。

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%。

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。

低温时电解液的离子电导率是锂离子电池(LIBs)低温性能的重要影响因素。适量乙酸乙酯(EA)的加入,能够提高电解液的离子电导率,降低电池极化,从而使得电池具有较高的放电比容量以及循环稳定性。因此,通过调节电解液溶剂EMC/EA比例,考察LiCoO₂电池在不同比例电解液中的25和–20 ℃下的电化学性能。结果表明,使用0.5 mol/L LiBF₄/0.5 mol/L LiODFB-PC/EC/EMC/EA(体积比为1∶1∶1∶2)的电解液所组装的LCO/Li半电池在25和–20 ℃循环100次后,其放电比容量分别为130.2和112 mAh/g,容量保持率分别为96.30%和92.33%;未加EA体系在25和–20 ℃循环100次后放电比容量分别为122.9和103.2 mAh/g。采用电化学交流阻抗谱测试电池的阻抗行为,有EA的溶剂体系阻抗都低于未加EA体系;用SEM对电极表面进行分析,发现溶剂体系中EA的加入,在正极材料与电解液之间形成较为稳定的电化学界面(CEI)膜,可防止电解液中的物质进一步反应和溶解正极材料,从而有效阻碍电解液的持续分解,提高常温/低温LCO/Li半电池的放电比容量及循环稳定性。

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。

硫化物固态电解质具有高室温离子电导率,但机械强度差难以形成实用电解质层。因此,提出聚合物粘接剂预纤维化的策略,实现了硫化物电解质复合膜的室温干法制备提升了全固态电池的性能。通过PTFE乳液破乳干燥制备了预纤维化的PTFE干粉,采用Li₆PS₅Cl电解质和纤维化PTFE在室温辊压下成功制备了超薄(~35 μm)和高离子电导率(3.17 mS/cm)的硫化物固态电解质复合膜。采用铌酸锂包覆的钴酸锂(LCO@LNO)为正极材料,通过室温干法工艺,制备了正极材料、硫化物电解质、导电剂的复合正极薄膜。通过超薄锂铟合金、电解质复合膜、正极复合膜的简单堆叠,制备了全固态薄膜电池,实现了正极材料134.1 mAh/g的可逆比容量,全电池188 Wh/kg的比能量和100次的稳定循环。

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。

研究了黑猩猩算法对光伏最大功率追踪的优化,提出相应模型和方法。分析了月球科研站的光伏条件,建立了光伏系统仿真模型,模型包括光伏电池组、DC/DC变换器、最大功率追踪模糊逻辑控制器。模型根据电池组的非对称特性,设置控制器隶属度函数实现最大功率追踪。通过黑猩猩算法对最大功率追踪性能进行优化,提出适合评估最大功率追踪速度和精度的适应度函数建立方法以及隶属度函数参数迭代优化方法。根据运行结果优化控制设置,并与传统扰动观察控制进行对比。仿真结果表明：采用提出的优化模型和方法,光伏系统可以实现更快的功率追踪速度和更准确的最大功率输出。

针对空间应用场景下的能源需求,对空间氢氧燃料电池技术现状和发展趋势进行分析,总结国内外在空间氢氧燃料电池发电技术的发展趋势,面向利用液氢液氧推进剂的一次燃料电池以及月面可再生电池应用场景,对多种空间电源技术方案进行对比,发现空间氢氧燃料电池在运载火箭上面级推进剂利用、月面探测能源系统、月球原位资源利用、长时间月面驻留等应用场景具有较高潜力。通过分析空间应用场景下氢氧燃料电池电源系统特点,对未来空间氢氧燃料电池技术发展趋势,空间氢氧燃料电池技术发展方向提出展望。

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。

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。

金属锂具有较高的理论比容量和较低的密度,将其作为负极材料,电池将获得较高的能量密度。然而,在实际应用中受不可控的锂枝晶、非活性锂的形成和积累、锂的体积膨胀及不稳定的固体电解质膜等因素的影响,限制了金属锂的商业化应用。将金属锂与碳材料复合制备锂碳材料可有效缓解上述问题。锂碳复合材料包括锂-石墨烯复合材料、锂-石墨复合材料、锂-碳纤维复合材料和锂-碳纳米管复合材料等。分类介绍了锂碳复合材料及其制备方法和电化学性能,并指出每类锂碳复合材料的优势和存在的问题,最后展望了未来锂碳材料的发展方向。

结合热电池的特点,开展了LiSi/CoS₂热电池体系小电流密度工作时的电解质匹配性研究、电解质配比研究、热量匹配研究以及在长工作时间热电池的电性能对比研究。实验结果表明：LiSi/CoS₂体系小电流密度工作,与LiF-LiBr-KBr电解质匹配性较好,最佳的电解质配比为m_LiF-LiBr-KBr/m_MgO=60/40,最佳的热比值设计为0.70;LiSi/CoS₂体系热电池小电流密度工作的放电容量比LiSi/FeS₂体系增加了31%,比LiB/CoS₂体系具有更高的经济效益,更适合于小电流长工作时间热电池的工程化应用。

采用高温热平压工艺将超薄金属锂箔与高比容量硅氧负极进行预锂复合,研究不同预锂量(厚度)对首效的影响;搭配不同高镍正极材料体系,制备单层及10 Ah级软包电池进行放大验证,并通过EIS阻抗测试、三电极电位分析和SEM-EDS、SS-NMR表征,研究预锂量(厚度)对首次放电容量和循环性能的影响。结果表明,搭配高镍Ni83与超高镍Ni90三元正极材料体系结果相一致,随着预锂量的增加,首次放电容量和首效明显增加,但循环性能随着预锂量的增加而逐步恶化。5 μm锂箔预锂后综合性能提升最优,首效提升至93%,200次循环后容量保持率达到 93.4%。双面预锂制备10 Ah级软包电池,5 μm锂箔预锂的首次充放电效率提升至90%以上,15 W恒功率放电表现出与对照组同等的倍率性能,比能量达到360 Wh/kg。

为了提高石墨负极与电解液之间的界面稳定性,构建更加均匀稳定的SEI膜,在碳酸酯类电解液中添加了1%(质量分数)的2,2-二甲基乙烯基硼酸(DEBA)。采用恒流充放电、循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)进行电化学性能测试,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对循环前后的石墨电极进行了表征。研究结果表明,添加DEBA能够提高锂离子电池的放电比容量和循环稳定性,同时能够降低界面阻抗,形成更加均匀稳定的SEI薄膜。0.2 C时添加DEBA的电池首次放电比容量为343.2 mAh/g,循环300次后,放电比容量为285.4 mAh/g,容量保持率为83.2%,表现出比不含添加剂的电池更好的循环性能。

动力电池管理技术是保障新能源汽车高效、安全和可靠运行的核心和关键。动力电池的荷电状态(SOC)是动力电池管理技术的基础,然而动力电池SOC的不确定影响因素太多,如何精确估算动力电池的SOC成为关键问题。针对SOC难以精确获得的问题,搭建了动力电池测试平台,开展了动力电池的常规性能测试、寿命测试,建立了基于分数阶理论的动力电池分数阶模型,将多新息理论与分数阶模型无迹卡尔曼滤波算法结合,提出了分数阶模型多新息无迹卡尔曼滤波(FOMIUKF)算法,并采用该算法对动力电池进行SOC估算。在不同的环境温度、动态工况、SOC初始值条件下对基于不同算法的动力电池SOC估算精度进行了对比分析。结果表明：基于FOMIUKF算法对动力电池SOC估算结果的平均绝对误差和均方根误差的值最小。在不同的动态工况下,采用FOMIUKF算法对动力电池SOC估算结果的平均绝对误差的最大值约为1.04%,对SOC估算结果的均方根误差最大值约为0.858 6%,这表明采用FOMIUKF算法对动力电池SOC估算结果的精度高于EKF、UKF、FOUKF算法。

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。

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。

为实现锂离子电池比能量提升,使用硅基材料提升负极的平均比容量是一种常用的方法。其中氧化亚硅由于循环性能优异,已经在动力电池中得到应用。然而氧化亚硅基负极颗粒在充放电过程中体积膨胀收缩率较大,会影响电池的循环寿命。探究硅颗粒在膨胀收缩过程中颗粒的粉化和SEI膜的过渡生长与预紧力的关系,有助于改善含硅高比能体系的循环寿命。通过研究不同应力条件下高比能量锂离子电池循环后硅负极颗粒的失效状态,分析氧化亚硅颗粒失效机理。

随着电动汽车应用的快速发展,负责行驶安全的电池管理系统(BMS)的重要性日益凸显。高精度的电池荷电状态(SOC)估计方法是BMS有效运行的基础。对近年来有关电池模型、模型参数辨识和SOC估计方法三个领域的研究进行了较为系统的综述,总结了主要电池模型的特点及发展趋势,介绍了模型参数辨识的一般过程以及常见的辨识方法,对四类常见SOC估计方法做了介绍,分析了它们的特点和局限性,并探讨了SOC估算功能在BMS行业中的应用研究。针对当前研究中存在的不足,提出了未来的研究方向。

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。

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。

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。