电源技术最新期刊目录
锂离子电池电化学-热-力多物理场耦合建模综述————作者：杨凯;杨晓光;王文伟;姜久春;南金瑞;
摘要：建立模型预测锂离子电池在不同工况下的性能以及寿命的发挥，有助于缩短电池的设计和验证周期，实现电池全生命周期高可靠运维。锂离子电池在实际使用过程中需要受到外力的约束，力对电池的性能和寿命有着不可忽视的影响，在建模过程中同时考虑电化学、温度、力场及其之间的耦合成为了近年来的研究热点。针对锂离子电池电化学-热-力耦合建模的研究现状进行分析，介绍了电化学-热、电化学-热-力耦合性能模型以及老化模型的建模方...
废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料直接再生的研究现状————作者：李飞樊;郑震;李磊;
摘要：近年来，废旧锂离子电池磷酸铁锂(LFP)正极材料的回收和处理引起了广泛关注。除了降低废旧电池中有害成分对环境的污染外，电池材料的再生对于资源利用和经济效益也至关重要。综述了固相法、水热法、共晶法及电化学再生方法等LFP直接再生方法的研究进展，介绍了具有开创性意义的新型LFP再生技术，简单介绍了目前废旧锂离子电池材料直接回收的商业化进程，讨论了LFP直接再生法的优缺点以及目前再生工艺中遇到的一些挑战...
锂离子电池SEI/锂枝晶与死锂形成机理分析及研究进展————作者：张佃平;徐登明;冯晨;王祚;陈琪;
摘要：锂离子电池因其优异的性能，在动力电池领域得到了快速的发展和大量的应用。但过大的电流密度和较高的电极表面粗糙度，导致其在充放电过程中形成不均匀锂沉积。锂枝晶的生长刺破负极材料与电解液反应后生成的固体电解质相界面膜(SEI)，会使锂枝晶与电解液直接接触而持续发生副反应产生锂化物，即死锂，对锂离子电池的安全和嵌锂性能有着很大影响。目前锂枝晶和死锂等问题仍没得到有效解决。综述了锂离子电池中SEI膜、锂枝晶...
基于专利信息的动力电池梯次利用技术分析————作者：钟玲娜;姚航;
摘要：基于incoPat全球专利数据库的检索结果，从动力电池梯次利用的全球申请趋势、关键技术和重要申请人等角度进行了可视化分析，全面系统地梳理了动力电池梯次利用相关技术的研究现状与发展趋势。结果表明：动力电池梯次利用领域专利申请总体呈不断增长的趋势，且专利申请以中国申请人为主；该领域专利有效量大且运营价值较高；中国专利申请人以电力企业及电池企业为主，申请人主要位于东部和中部地区，尤其是广东和北京申请量较...
一种新型有机聚硫固态聚合物电解质————作者：袁媛;蔡志鹏;宋柯蒙;李宁;曾芳磊;
摘要：以有机硫化物硫辛酸（α-ALA）与聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）单体为原料,在高温（无需引发剂）条件下通过逆硫化反应制备了化学稳定的三维交联聚合物P（Ax-Py）,并与聚氧化乙烯（PEO）共混得到固态电解质膜P（Ax-Py）-PEO。P（Ax-Py）-PEO能辅助构...
磷酸钒锂正极材料在空气气氛中的锻烧行为研究————作者：孙陆毅;邹玉浩;李明娟;李媛;陈鑫智;
摘要：磷酸钒锂[Li3V2（PO4）3，简称LVP]因其较高的氧化还原电压和优异的理论比容量，近年来成为锂离子电池正极材料研究的热点。采用溶胶-凝胶法成功合成了LVP粉体，并系统探讨了其在不同温度下空气气氛中热处理后的物理化学性质演变规律。结果表明，500℃时，灰色LVP粉体发生转变，生成绿色固体，X射线衍射（XRD...
四乙烯基硅烷在高镍硅碳软包电池的应用研究————作者：谢英朋;冀亚娟;黄佳苑;刘建华;刘金成;赵瑞瑞;
摘要：高镍/硅碳体系软包电池存在高温下产气、固体电解质相界面(SEI)膜反复破裂生长等问题，导致电芯循环性能和存储性能差。选用石墨掺混20%硅碳为负极，NCM811为正极，考察四乙烯基硅烷(TVSi)电解液添加剂在正负极表面的成膜作用及机理。实验结果表明，TVSi可以优先在正极和负极表面形成致密且稳定的界面膜，从而极大地改善电池循环性能和存储性能。与基础电解液相比，含TVSi方案的电池25℃循环寿命提升...
锂电池负极包覆沥青炭化机理分析及应用性能研究————作者：李臣泽;焦亚平;刘颖;徐维哲;曹鹏;
摘要：沥青包覆改性是改善石墨负极电化学性能的有效手段，沥青的热解活性及炭化产物结构直接影响到负极材料的电化学性质。从沥青角度分析其热解特性、流变性能、润湿性能及炭化结构，解释其在包覆过程中的作用机制。结果表明：沥青的包覆炭化过程分为三个阶段，低温失重阶段主要是低分子量气体挥发，中温快速失重阶段为沥青中的分子剧烈热解，高温失重阶段主要为大分子物质的缩聚反应，沥青炭化后形成一种短程有序、长程无序，具有一定微...
储能锂离子电池热失控特征行为及其能量流传输研究————作者：胡星辰;王晋琦;王炎;何帅;牟瑞涛;姚惠昭;石会发;于瑞广;李亚伦;卢兰光;王贺武;
摘要：开展了50 Ah磷酸铁锂锂离子电池的侧向加热实验，分析了电池表面温度变化、射流域温度及温度梯度分布、电池质量损失、产热和烟气热释放等特性，总结了电池射流燃烧过程中的本体和烟气能量流传输机制。研究结果表明，电池在296 s时喷发，第385 s时，温升速率达峰值22.7℃/s，峰值温度693.1℃对应时间点739 s。射流域温度峰值随高度增加而减小，最大温度865.4℃出现在10 cm处，温度梯度峰值...
不同挤压条件下方形锂离子电池安全极限实验研究————作者：韦鹏;吴宝;吕希祥;吴雪梅;
摘要：为满足现行标准中对动力电池包挤压、冲击、碰撞等安全性要求，对某规格型号的三元锂离子电芯的三个面在不同荷电状态下开展了不同直径挤压头的交叉实验。通过研究电芯受挤压时的压力-电压-温度关系，揭示了电芯的主要失效形式，并具体讨论了不同加载条件对电芯受挤压安全极限的影响。研究表明，相同条件下，挤压头的直径与电芯的安全极限呈正相关关系，而荷电状态的变化并不会对电芯的安全极限造成明显影响。电芯温度及电压的波动...
磷酸铁锂电池过充的失效分析————作者：王宝俊;黄海宁;刘阳;缪志强;
摘要：针对磷酸铁锂电池因过充引起的失效问题，通过对比不同批次磷酸铁锂电池的过充曲线特性，结合多种表征分析手段，研究电池因过充引起的失效现象和失效机理。B批次电池过充至1 070 s时，电池短路引发热失控。负极片R角处解剖照片呈现灰黑色形貌，出现严重析Fe反应。Fe元素来源于正极片中33.22%(质量分数)的Fe棒状杂质。析出的Fe金属均匀填充隔膜基膜层，造成电池过充短路。电池短路放电会导致Li+回嵌正极...
46型圆柱电池快充循环衰减机制————作者：徐佳伟;汪嵩;洪树;刘英博;
摘要：针对高镍NCA/石墨掺硅体系的46型圆柱电池，研究其快充循环的容量衰减机理。通过小电流放电以及d V/d Q曲线进行无损、半定量分析，并通过X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)、半电池等手段来精准量化容量损失的构成。结果表明：容量损失主要由负极活性锂损失和极化损失所导致，二者在容量损失中的占比分别为55.8%和39.4%。负极活性锂损失是因为循环中负极反复的膨胀-收缩过程，以...
面向多场景实际应用需求的动力电池开发研究————作者：朱金鑫;刘振勇;万雨芬;金兆鑫;黄敏;
摘要：动力电池的能量密度、快充、寿命、高低温以及抗滥用等多维综合产品力直接影响着电动汽车在续航里程、补能效率、服役期限、环境适应性以及安全性等多场景应用下的性能表现。开发了单体比能量超过180 Wh/kg的宽温域磷酸铁锂电芯，相比对照组，其低温-30℃下功率密度提高20倍以上，高温60℃下存储性能提升了约0.7%。在极端滥用场景中其本征安全性同样表现优异，能够通过钢钉贯穿、过充50%，以及200℃加热等...
基于电化学模型的全固态电池健康状态估计————作者：霍德鑫;范国栋;张希;李国梁;
摘要：随着电动汽车产业的快速发展，动力电池在能量密度和安全性方面亟需进一步提升。全固态电池具有安全性好、能量密度高的优点，被认为是下一代电池关键技术之一，其中硫化物固态电解质以其高离子电导率和优异的可加工性而备受关注。硫化物基全固态电池的健康状态估计对探究电池的老化特性至关重要，然而相关研究仍处于早期阶段。基于电化学模型，利用其能够描述电池内部反应机理并提供高精度仿真结果的优点，结合无迹卡尔曼滤波算法，...
基于贝叶斯优化BiLSTM的锂电池SOH预测————作者：谢小鹏;王银河;熊鹏宇;陈军华;金道元;王文;赵芳;
摘要：为了解决锂电池健康状态(SOH)预测中数据驱动模型长时间序列特征捕捉不准确、模型参数调优困难的问题，提出了一种基于贝叶斯优化双向长短期记忆网络(BiLSTM)的SOH预测模型。通过对电池充放电数据进行预处理，提取了恒流充电时间、电压波动和放电容量变化率等健康因子(HI)作为模型输入；利用贝叶斯优化对BiLSTM模型的超参数进行优化，建立基于贝叶斯优化BiLSTM的SOH预测模型。实验结果表明，研究...
磷酸基COFs/Nafion复合膜的质子通道调控及其性能研究————作者：宋国庆;李旭;张东伟;何春清;
摘要：质子交换膜燃料电池是一种将化学能转化为电能的发电装置,开发高效且环保的质子交换膜对于满足人们对清洁能源的需求至关重要。Nafion膜是一种商用的质子交换膜,在高湿度下易发生溶胀。为了提高Nafion膜的质子传导能力,可在其中简单掺杂小分子无机酸,然而该方法容易导致交换膜发生泄漏。为了同时提高Nafion质子交换膜的机械性能和质子电导率,通过界面法合成含有磷酸基的共价有机框架（COFs,TpPa-P...
连续酸处理TiN负载RuIr合金在PEM电解水中的析氧反应————作者：崔嘉豪;陈煌熙;刘月晨;陈嘉冀;郭伟;
摘要：阻碍质子交换膜（PEM）电解水发展的主要原因是贵金属催化剂的高成本、缓慢的析氧反应动力学以及在强酸环境下耐久性差。为了提高贵金属催化剂的利用率和稳定性,采用盐酸、硝酸和硫酸对TiN载体进行连续酸处理后负载RuIr合金催化剂。结果表明,连续酸处理不仅提高了TiN载体导电性,而且增加了表面氨基和羟基的功能基团。电化学测试表明,Ru0.5Ir0.5/TiN催化...
多物理场的PEM单电解池稳态数值模拟————作者：燕泽英;郝佳;纪孟菲;许嘉威;崔旭升;赵强;
摘要：通过COMSOL建立了基于多物理场的质子交换膜（PEM）单电解池三维模型,研究了工作温度、电解电压和扩散层孔隙率对电解池内部的水热分布情况和性能方面的影响。结果表明,提高工作温度有利于提升电解池的性能,但需要注意膜的耐受温度<80℃,否则在运行过程中容易产生局部热点,造成膜的热降解。此外,电压从1.8 V增大到2.2 V过程中,液态水饱和度从0.82降低至0.68,氧气产量从23.54 mo...
高海拔环境下航空氢燃料电池综合性能分析————作者：申丽艳;李韦康;黄洪雁;秦江;
摘要：氢燃料电池因其清洁高效，成为新能源航空器领域的研究热点。在低温、高海拔等极端环境下，确保电池稳定运行与高效输出成为难题，空气的低热导率及高气流速度对电池内部水热管理提出了更高的要求。建立了热-电-质耦合的三维开式阴极质子交换膜燃料电池模型，模拟电池在不同海拔高度下的工作过程，分析海拔高度对氢燃料电池性能的影响。研究结果表明，海拔高度从0 m上升至4 km时，电池输出性能衰减5.02%。通过提高阴极...
空间太阳电池组件防护胶自动涂覆工艺研究————作者：姜钊;张海峰;蔡华宝;刘汉英;林君毅;
摘要：三结砷化镓太阳电池以其卓越的光电转换效率，被空间卫星、无人机作为能量来源广泛应用。2020年国家将卫星互联网纳入新基建范畴，未来国内商业航天市场必将迎来爆发式增长，薄型空间太阳电池产能需求将急剧增长。空间太阳电池通常采用防护胶涂覆并粘接的形式实现在基板上的承载，组件防护胶涂覆工艺环节是造成裂片的重灾区。为提高防护胶涂覆的成功率和效率，进行了防护胶自动涂覆系统的研制，并进行了相关试验验证。与传统涂胶...
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