储能科学与技术

超细化/复合化锡基负极纳米材料在锂离子电池上的研究进展

王红康, 姜怡喆, 李贝贝

2014 (5): 437-444. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.001

摘要 ( 634 )

PDF(10456KB) ( 240 )

锡基负极材料由于具有很高的储锂容量,较低的电压平台和较大的压实密度而得到广泛的研究,是最具应用潜力的下一代锂离子电池负极材料之一.然而,锡基负极材料在充放电过程中巨大的体积效应导致电极材料破碎粉化脱落,严重降低了电池的循环寿命和限制了其商业化应用.超细化和复合化是解决锡金负极材料缺陷的有效途径,本文论述了近年来在锡基负极材料研究方面的热点及最新成果,特别是超细SnO₂纳米颗粒及其与碳纳米管或石墨烯复合负极材料方面的研究进展.

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锂电池百篇论文点评(2014.6.1--2014.7.31)

闫勇, 徐凯琪, 林明翔, 唐代春, 孙洋, 陈彬, 王昊, 胡飞, 詹元杰, 陈宇阳, 贲留斌, 刘燕燕, 黄学杰

2014 (5): 445-456. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.002

摘要 ( 579 )

PDF(13389KB) ( 262 )

该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,我们以"lithium"和"batter*"为关键词检索了Web of Science从2014年6月1日至2014年7月31日上线的锂电池研究论文,共有1302篇,选择其中100篇加以评论.层状氧化物正极材料的研究工作有材料结构分析以及掺杂和表面包覆对材料充放电循环寿命的影响,高电压的尖晶石结构LiNi_0.5M_1.5O₄材料主要研究了掺杂和表面包覆以及电解液的作用,磷酸盐正极材料的研究涉及材料制备方法和充放电过程结构变化研究.高容量的硅基负极材料一直是研究的热点,硅碳复合负极材料,硅材料表面包覆以及SEI是研究重点,碳材料与锡/氧化锡复合负极材料,固态电解质,锂空电池,锂硫电池的论文也有多篇.理论模拟工作包括SEI研究以及正极材料表面电子结构研究,除了这些以材料为主的研究之外,针对电池的原位分析,电池模型,电极制造技术的研究论文也有多篇.

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清洁能源与储能研究发展前瞻----第二届国际清洁能源会议评述

于锋, 朱明远, 王绪根, 王刚, 祁佩荣, 陈冬, 代斌

2014 (5): 457-470. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.003

摘要 ( 667 )

PDF(35401KB) ( 201 )

每3年举行1次的国际清洁能源会议(ICCES)旨在促进国际合作和交流,为在清洁能源和能源储存领域工作的国际研究者提供一个讨论清洁能源基础研究和技术革新的论坛.本文总结了2014年4月13~16日在中国青岛召开的第二届国际清洁能源会议的学术报告情况,特别是关于清洁能源和能源存储研究的最新进展及其未来科学发展所面临的挑战和根本问题.材料与纳米技术依然是解决清洁能源利用,转换和储存的关键;具有广泛应用基础的太阳能转化,电化学能量转化与储存,光催化与环境催化依然是研究热点;同时,清洁煤及化石燃料,生物燃料和生物质转化,生物和仿生系统的能源转化正在成为新的研究热点;而氢气制备与储存,二氧化碳捕获储存与使用等体系也引起了大家的广泛兴趣和关注.本文重点评述了清洁能源领域的研究重点,进展和热点问题.

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锂离子储能电池热失控检测实验平台设计研究

刘曙光, 金翼, 刘家亮, 傅凯, 刘皓, 官亦标

2014 (5): 471-479. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.004

摘要 ( 521 )

PDF(11309KB) ( 269 )

介绍了锂离子储能电池热失控研究的目的和意义,探讨了储能电池与动力电池在热失控检测实验研究关注上的异同,从理论分析和实验研究两方面归纳了影响储能电池热失控的促发条件及对应的关键阈值.在此基础上,完成了模拟热失控促发条件和满足阈值要求的检测实验平台设计及功能验证,并对此平台的应用前景进行了展望.

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双蓄能空调蓄热实验

李栋梁, 石海民, 梁德青

2014 (5): 480-485. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.005

摘要 ( 643 )

PDF(4454KB) ( 415 )

在自行搭建的双蓄能实验平台上进行了制冷兼蓄热实验研究,对比了制冷兼蓄热模式和一般制冷模式,探讨了不同冷冻水流量和不同风机盘管风量对机组性能的影响.实验结果表明:蓄热对机组制冷端的影响很小,但是由于回收了大量的冷凝热,使得机组的综合能效比得到大幅提高,因此蓄热对空调节能具有较大作用.此外,在制冷兼蓄热模式下,冷冻水流量或风机盘管风量越大,机组的综合能效比越大,当风量为1033 m³/h,冷冻水流量为972 L/h时,机组综合能效比高达7.06.

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全钒液流电池功率/能量响应能力的测试与分析

陈继忠, 来小康, 惠东, 李蓓, 王坤洋, 李又宁

2014 (5): 486-489. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.006

摘要 ( 655 )

PDF(4502KB) ( 441 )

全钒液流电池具有功率和能量分别独立设计的优点,因此在电力系统应用中具有显著的优势.本文基于5 kW/10 kW·h全钒液流电池系统,通过恒温,倍功率充放电实验模式,开展全钒液流电池的功率和能量特性的实验研究.功率型应用时,在全SOC范围内以备用SOC曲线为参考基准,其具备对称充放电能量不大于1.35倍额定功率的功率响应能力;能量型应用时,在恒功率充或放电能量基础上,通过不大于0.6倍额定功率充放电最大限度的存储或释放能量.

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光储微网孤岛运行控制策略研究

房凯, 李建林, 惠东

2014 (5): 490-494. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.007

摘要 ( 472 )

PDF(5003KB) ( 398 )

主要讨论了光储微网在孤岛运行模式下的控制策略,分别对光伏逆变器进行PQ控制,对储能变流器进行恒压恒频控制实现微网在孤岛模式下对负载的稳定供电.在Simulink中搭建仿真平台对所提出理论进行仿真,对仿真结果进行分析,验证了所提控制策略的正确性和有效性.

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吸附热泵技术和应用研究进展

郑新港, 丁玉龙

2014 (5): 495-508. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.008

摘要 ( 618 )

PDF(14449KB) ( 255 )

吸附热泵是一种以低品位热能驱动的节能环保型热泵技术,利用吸附剂与吸附质间的吸附热实现制冷或制热效果,从文献检索结果来看该技术越来越受到广泛关注,国内外相关学者开展了大量的研究工作.本文首先介绍了开展吸附热泵相关研究的课题组和其主要研究方向,进而简要介绍了吸附式热泵技术;其次,着重描述了吸附热泵技术的国内外研究现状,对吸附工质的研究,床层的传热传质强化,热泵新技术及商业化热泵产品等进行了详细的叙述;最后,叙述了吸附式热泵当前存在的主要问题,指出了吸附热泵发展存在的挑战性问题和未来的发展方向.

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复合材料飞轮转子的成型工艺研究进展

宋以国, 李翀, 李文逸

2014 (5): 509-512. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.009

摘要 ( 563 )

PDF(3739KB) ( 503 )

储能飞轮是一种机械能量储存系统,具有广阔的应用前景.飞轮能否达到设计的高转速,需要飞轮的制作与试验验证,因此飞轮制作工艺是飞轮储能技术能否得到广泛工程应用的关键问题.本文概述了国内外复合材料储能飞轮成型工艺的研究进展,总结了飞轮转子的材料,形状以及制造工艺等问题.结合理论分析与试验研究,提出面向工程应用的先进复合材料飞轮的设计方法,提高复合材料飞轮的成型工艺水平,是今后的重要工作内容.

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钒液流电池电解液的热力学研究进展

许维国, 刘建国, 秦野, 严川伟

2014 (5): 513-519. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.010

摘要 ( 611 )

PDF(6304KB) ( 565 )

钒液流电池作为可以规模化储能的一种二次电池越来越受到人们的重视,和其它类型的化学电池不同,其电解液不仅是离子导体,也是实现能量存储的电活性物质,是钒电池的核心.为了提高钒电池储能系统的性能并使之稳定运行,必须深刻认识钒电解液的热力学性质及变化规律.溶液热力学的研究可以提供如离子的存在形式,离子的活度及活度系数,不同形式离子对的解离常数等信息.这些热力学基础数据在设计电池和提升其性能方面都有着重要意义.本文对钒液流电池电解液热力学性质的研究进行了综述,重点介绍了量热法,密度法,电导法等在钒溶液研究中的应用,还介绍了Pitzer电解质溶液理论应用于钒溶液的研究情况,最后对热力学在钒液流电池电解液研究中的应用前景进行展望.

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金属/相变储热材料的导热性研究进展

向欢欢, 陈观生, 张仁元, 刘冲冲, 李风

2014 (5): 520-525. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.011

摘要 ( 685 )

PDF(7487KB) ( 251 )

基于相变储热材料存在导热系数低的问题,研究者利用金属导热系数高的特点,与相变储热材料复合,通过理论分析,数值模拟,实验研究三方面来研究复合相变材料导热性的变化,金属与相变储热材料复合后,显著提高了相变储热材料的热导率,但同时对储热装置的储热能力以及自然对流等性能又具有一定的抑制作用.文章综述了近年来国内外学者对金属复合相变储热材料导热性的研究进展,分析了多孔泡沫金属,金属颗粒,纳米颗粒,金属矩阵等几种主要强化方法,并探讨了今后相关方面的研究重点,提出泡沫金属和纳米颗粒对相变储热材料热导率强化的优点,同时应加强这两方面的理论研究,开拓其在市场上的应用.

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锂离子电池基础科学问题(Ⅺ)----锂空气电池与锂硫电池

彭佳悦, 刘亚利, 黄杰, 李泓

2014 (5): 526-543. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.012

摘要 ( 904 )

提高能量密度是可充放锂电池研发最重要的目标.近年来,锂硫电池与锂空气电池由于具有高的理论能量密度而受到广泛关注,这两种电池仍然面临较多的科学与技术问题,处于电池开发早期研究阶段.在本文中,重点介绍了锂空气电池的基本工作原理,基本结构组成,所面临的问题和两种特殊体系的锂空气电池, 同时简要介绍了锂硫电池.

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液流电池理论与技术----电化学阻抗谱技术原理和应用

马洪运, 范永生, 洪为臣, 王保国

2014 (5): 544-549. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.013

摘要 ( 652 )

PDF(5304KB) ( 668 )

电化学阻抗测定技术是一种研究电极反应动力学和电化学体系中物质传递与电荷转移的有效方法,通过电化学阻抗数据所提供的信息,能够分析电极过程的特征,包括动力学极化,欧姆极化和浓差极化,为电化学过程设计,电极材料开发和电极结构研究提供基本依据.本文在介绍电化学阻抗谱技术原理的基础上,分别以液流电池,空气扩散电极过程为对象,阐述电化学阻抗谱中电荷转移,物质传递等过程以及多孔电极本身的电荷传递电阻等,并综述阻抗技术在设计电池结构,优化电极材料等方面的应用实例.

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锂电池一体化箱式移动电源系统的应用

杨晓伟, 张瑞, 谢秋, 郝书奎, 李炜, 高万兵, 臧思佳, 喻晓

2014 (5): 550-554. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.014

摘要 ( 646 )

PDF(4696KB) ( 560 )

锂电池一体化箱式移动电源系统主要应用于新能源较为丰富,供电电网薄弱,供电质量要求较高,占地面积有限和多种突发临时性供电需求等地区.该电源系统由电池组,电池管理系统(BMS),双向变流器(PCS),能量管理系统(EMS)及智能辅助系统组成.通过对系统功能单元的构成,各部分功能特性以及关键技术突破三方面进行讨论,在此基础上展望一体化箱式移动电源系统的发展方向和应用前景,为该类型电源系统的创新和推广提供借鉴.

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示范工程不应只是技术路线的示范——专访中关村储能产业技术联盟理事长俞振华先生

于水, 郗向丽

2014 (5): 555-557.

摘要 ( 322 )

PDF(3750KB) ( 317 )

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