最新刊期
2026年第15卷第4期
- 摘要：本研究系统评估了水性黏结剂聚丙烯酸(PAA)与不同种类丁苯橡胶(SBR)的配伍对锂离子电池性能的影响，通过固定PAA含量并变换SBR种类，分析了其对负极特性和全电池电化学性能的作用，并进一步探讨了提升PAA含量对电极及电芯性能的影响规律。结果表明，锂化SBR(SBR-Li)与PAA结合能协同实现低电极阻抗与优良的电解液润湿性。电性能测试显示，采用小粒径、高模量的SBR-Li可降低电芯的交流内阻(ACR)与直流内阻(DCR)，使1 C充电恒流比提升2.4%，并在25℃下循环500周后容量保持率提高约1%。然而，当PAA含量增加0.5%时，电芯阻抗增大，倍率性能有所弱化，但循环膨胀率降低了0.5%。研究表明，锂化SBR与PAA的配伍可针对性调控硅基电池体系的性能，为硅基材料中的黏结剂选型提供了重要依据。关键词：锂离子电池;硅负极;PAA;SBR-Li85|30|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：水合盐是一种储热能力强的相变材料，应用领域广泛，但本身存在的过冷问题会严重影响其应用。通过添加金属氧化物颗粒能够有效降低其过冷度，同时进一步提升储热性能。因此，本研究以KAl(SO4)2·12H2O-MgSO4·7H2O二元共晶水合盐为储热基材，采用熔融共混法在二元共晶水合盐相变材料中微量掺杂两种氧化铝颗粒以调节水合盐的储热性能。通过分析材料相变特性确定最佳Al2O3颗粒及添加量，对Al2O3颗粒掺杂前后材料的热物性和热稳定性进行了研究。结果表明，γ-Al2O3对过冷度的改善效果优于α-Al2O3，γ-Al2O3颗粒最佳添加量为0.3%。掺杂0.3% γ-Al2O3后复合相变材料的过冷度为6.2℃，相较基材降低了33.3%；熔点和热分解温度较基材几乎不变；相变潜热为459 J/g，较基材升高了16.5%；在80℃下保温168 h，过冷度为3.5℃，其仍能保持良好的热稳定性。本研究将为实现水合盐相变储热材料在建筑节能和工业余热回收领域的高效利用提供参考。关键词：相变材料;水合盐;过冷;Al2O3;热物性40|19|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：我国太阳能资源十分丰富，利用太阳能进行储热与发电已成为当下清洁能源领域的研究热点之一。本研究构建了由二十烷和聚乙二醇(PEG)组成的复合热二极管，利用二者由于热物性差异产生的热整流效应，实现并强化热能的单向传导。同时，将该热整流材料与光热-热电发电装置相结合，借助热整流效应增强装置的集热与保温能力，使光热-热电发电系统在俘获外界相同热量的条件下，扩大并长时间维持热电发电片两端的温差，使得相同环境下温差发电片的发电效率与发电量得到明显提升。进一步地，通过分析二十烷与PEG复合体系产生热整流效应的机理，开展了不同尺寸比和温差条件下的数值模拟研究。结果表明，在60℃温差条件下，当二十烷与PEG的尺寸比为5∶5时，热整流系数最优为1.405。此外，在相同尺寸比条件下进一步考察温差对热整流效应的影响，发现当温差升至90℃时，可实现最大热整流系数1.53。随后，针对光热-热电发电装置的实际应用，探究了其在稳态和非稳态加热环境下的发电效率。结果表明，引入热整流材料在升温和降温过程中对装置内部二十烷起到保温作用，从而提升光热-热电发电装置整体发电效率。稳态环境下添加复合热二极管的一组整体发电量提升20.79%，发电效率最大提升约1.56倍；在非稳态环境下，内部二十烷储热平均温度最大提升18℃，发电量提升12.5%，发电效率最大提升约2.36倍。关键词：太阳能;相变材料;热整流;热二极管;光热-热电发电25|19|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：为系统研究金属翅片对相变材料熔化储热过程的影响，本研究采用3D打印技术制备了集成加热底板的铝合金翅片结构，并将其嵌入正十八烷构成复合相变材料单元。开展底部恒温条件下的熔化试验，测试熔化边界发展规律。同时，采用COMSOL有限元软件建立了金属翅片/正十八烷熔化储热计算模型，并以试验测试数据验证模型的正确性。在此基础上，模拟分析了翅片高度、翅片梯度、翅片数目、分散模式以及翅片材料等参数对熔化性能的影响。结果表明，金属翅片通过增大传热面积、引导热量定向传递及改变熔化模式等机制，显著提升了储热速率。储热速率随翅片高度增加呈先增后饱和趋势，25 mm为最优高度。翅片梯度对熔化速率的影响可忽略不计。分散翅片可进一步强化传热，其效果随翅片数目增加呈先增强后减弱的现象，在数目为5时达到最优。进一步将均匀分布的5a模式优化为非均匀的0.5a+4a+0.5a模式，可使储热速率再提升8%，较纯相变材料提升260%，为本研究中的最佳分布构型。此外，在常用的SLM金属3D打印材料中，纯铜凭借其高导热系数，对熔化速率的提升最为显著，其熔化速率较铝合金提高了40.57%。关键词：金属翅片;相变材料;熔化过程;储热速率;结构优化41|16|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：本研究针对金属氢化物储氢过程中传热受限的问题，通过数值模拟研究了叶脉仿生翅片结构及其操作参数对储氢性能的影响。在翅片体积相同的条件下，设计了3种不同分形复杂度的结构(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型)，系统分析了不同结构以及入口压力、传热流体流速与温度对反应过程的影响。结果表明，Ⅲ型翅片通过增加有效传热面积和强化径向热扩散，显著提升了反应器内温度分布的均匀性，形成了稳定的径向温度梯度。在相同工况下，其吸氢完成时间为670 s，较Ⅰ型翅片缩短38.5%，验证了结构优化对传热与反应动力学的协同增强作用。参数分析显示：入口压力升至1.0 MPa前，反应加速显著，超过后促进作用趋于稳定；传热流体流速超过1.0 m/s后，传热逐渐由内部热传导主导，继续提升流速，性能提升效果有限；传热流体温度降至296.15 K以下后性能提升趋缓，考虑能耗因素，建议在近室温条件下运行。综上所述，采用多级分支叶脉仿生翅片结构，并结合适宜的操作参数，可有效协同优化金属氢化物储氢反应器的传热与反应性能，本研究为其工程应用提供理论依据。关键词：金属氢化物储氢;叶脉结构翅片;强化传热;储氢工况参数33|13|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：本文聚焦于卤化物固态电解质这一近年来快速发展且极具潜力的新兴体系，围绕其材料分类、合成路径及性能优化策略展开系统综述，旨在为其规模化应用所面临的关键问题提供思路与技术参考。首先，本文梳理了卤化物固态电解质的发展历程，归纳了不同结构类型的主要特点，并比较了其在离子电导率、力学性能及环境稳定性等方面的差异。在合成方法方面，重点介绍了3类具有实际应用前景的制备工艺，系统分析了各自的适用条件、工艺特点及局限性。在性能优化策略方面，本文重点讨论了通过元素掺杂、锂位含量调控以及构建复合电解质等手段提升材料离子电导率与电化学稳定性的效果，并阐述了其内在作用机制。进一步地，本文总结了当前卤化物固态电解质在空气敏感性、界面稳定性、成本控制及规模化制备等方面仍面临的瓶颈，并展望了未来可能的发展方向，如新型卤化物体系探索、AI辅助材料设计、先进表征技术及理论模拟等。本文旨在通过对现有研究成果的系统梳理与深入分析，为卤化物固态电解质领域的后续研究提供理论支撑与技术借鉴，推动其在高安全和高能量密度全固态电池中的实际应用进程。关键词：卤化物固态电解质;离子电导率;电化学性能;全固态电池;稳定性41|32|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：钠离子电池预钠化技术提供活性钠离子的第二来源，能抵消首次充电时负极不可逆的钠离子损失，进而提升正极材料利用率，有效缓解能量密度偏低问题。在众多预钠化技术中，有机正极补钠法环境适应性强，无需严格控制环境湿度，是推动预钠化技术大规模应用的理想选择。本文系统梳理并分析了已报道的有机正极补钠剂。根据官能团特征，本文将补钠剂划分为羧酸钠盐和酚钠盐两大类别，逐一介绍其核心特性，并从比容量、分解电压、反应产物、原材料价格等指标横向对比，清晰呈现各种补钠剂优劣。本文针对研究广泛的羧酸钠盐，深入剖析其补钠机理，详细阐释钠离子释放、有机阴离子失电子及重排的全过程，为理解作用机制提供思路。本文讨论了有机正极补钠剂分解产气和残留等关键问题，同时介绍了主流改善方案：碳复合技术增强导电性、纳米化处理增大反应活性、双层涂布技术改善电极结构稳定性，为性能及应用优化提供可行路径。最后，提出未来有机正极补钠剂开发的设计原则，涵盖性能、工艺和成本等维度，期望为相关技术研发与应用提供指导。关键词：钠离子电池;预钠化;有机正极补钠剂31|17|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：液态有机氢载体(LOHC)技术是实现氢能规模储运与分布式供能的关键路径。吲哚类LOHCs因高安全性和设施兼容性，展现出广阔的应用前景，其商业化应用的核心在于高效催化体系的研发。基于此，本文综述了吲哚类LOHCs储放氢反应机制，梳理了应用于吲哚类LOHCs储放氢反应的催化剂，阐述了催化剂结构与性能之间的关系，并分析了反应温度、压力和溶剂性质等因素对催化性能的影响。指出当前催化体系存在对贵金属的依赖程度高、活性组分原子利用率低以及长周期运行稳定性不足等问题。未来研究应聚焦于开发活性组分负载量低的原子级分散催化剂，以降低成本、提高原子利用率。借助原位表征技术与理论计算揭示氢溢流效应以及中间产物转化等微观机制，为催化剂精准设计提供理论依据。结合反应器设计优化等过程强化方法，实现温和条件下高效储放氢以及催化剂与储氢载体的循环利用，以推动吲哚类LOHCs在氢能储运中的产业化应用。关键词：液态有机氢载体;吲哚及其衍生物;氢能;加氢催化剂;脱氢催化剂23|9|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：固体颗粒储热因高稳定性和低成本在储热领域中展现出强大的应用潜力，而储热材料是储热系统的核心，其比热容、导热率等性能直接影响系统效率与应用前景。当前储热材料面临着与系统适配性差、成本与性能兼顾不佳等问题，这是阻碍固体颗粒储热大规模工程化应用的因素之一。本文围绕当前能源领域对高效储热技术的迫切需求，首先综述了国内外常用的固体颗粒储热材料、其基础性能参数及主要评价指标，然后着重介绍了固体颗粒储热材料在电加热、烟气加热和蒸汽加热中的应用，包括在这3个应用中对固体颗粒储热材料性能的差异化需求、当前常用的材料类型，以及近年来国内外在各个温度范围内的应用案例，应用中存在的问题、目前面临的挑战。随后分析了目前常用的材料优化改性方法，主要介绍了成分改性和表面处理两种方法，这两种方法均能根据实际需求有效弥补材料的性能短板。最后结合当前需求展望了储热材料的未来发展方向，为固体颗粒储热材料的设计、性能优化与工程化应用提供全面且具有指导性的参考。关键词：固体颗粒储热材料;电加热;烟气加热;蒸汽加热;材料改性38|17|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：液态空气储能作为新型大规模物理储能技术，凭借能量密度高、环境友好及选址灵活等优势，被认为是解决电力系统调峰需求的重要途径之一，近年来受到广泛关注。在系统运行过程中，空气中的H2O和CO2等高凝点杂质易在系统内部发生冷凝、结霜或沉积，这不仅影响系统效率，还可能导致流道阻塞及运行故障。吸附分离因操作简便、净化效率高而被广泛认为是最具应用前景的净化技术之一。吸附床作为关键单元，其性能取决于吸附剂物性与床层结构设计。本文首先综述了近年来国内外吸附剂的研究现状，总结了活性炭、分子筛、金属有机骨架(MOFs)、沸石、硅胶、复合多孔材料等多种吸附剂的比表面积、亲疏水性以及低温吸附容量等特征，对比了不同材料在去除H2O和CO2方面的适用性，分析了吸附剂物性调控和优化的方法；其次，详细阐述了轴向流吸附床和径向流吸附床的研究进展，比较了轴向流吸附床和径向流吸附床在结构、流动场、压力场及吸附性能等方面的差异，并分析了吸附床结构优化改进方案。本文为液态空气储能吸附过程的优化设计提供一定的理论参考。关键词：液态空气储能;吸附剂;吸附床;研究进展;结构优化16|16|0更新时间：2026-04-29
储能材料与器件
- 摘要：随着全球能源结构向清洁低碳转型，高比例可再生能源并网带来的随机性与波动性对电力系统平衡能力提出了严峻挑战。传统“源随荷动”调度模式难以适应大规模新能源消纳需求，亟须探索源网荷储一体化协同调控技术。本工作以新疆某百兆瓦级工业园区为研究对象，提出日前优化、日内滚动修正、实时逻辑修正的“三段式”多时间尺度调度策略。为高效求解该高维调度模型，本工作设计了精英优选的粒子群优化(PSO)算法，通过逻辑判断生成初始解并引入精英粒子筛选机制，显著降低了寻优维度，有效避免了局部最优。仿真表明，所提精英优选PSO算法较基于逻辑初始化的PSO可使综合运行成本降低2.71%；且该策略通过多时间尺度协调控制，综合运行成本较单一日前调度降低26.49%。实际应用表明多时间尺度调度策略使得月弃风弃光率减少至4.9%，且月消纳新能源发电量可达62200.13 MWh。本研究开发的一体化智慧调控平台有效解决了百兆瓦级工业园区新能源消纳与电力平衡难题，为大型园区低碳转型提供了技术支撑，对推动新型电力系统建设与“双碳”目标实现具有重要意义。关键词：源网荷储一体化;多时间尺度调度;精英优选的粒子群优化;新能源消纳;100 MW工业园区40|22|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：针对区域间调峰资源失衡及跨层级调度的目标冲突问题，考虑网-省协同调度的电力系统特性及储能系统调峰优势，本研究提出一种面向区域互联系统的储能调峰分层优化调度策略。首先，基于二层规划模型构建区域电能互联系统调度架构，通过联络线功率协同与储能调度实现调峰资源的时空互补。其次，建立含储能区域互联系统的双层调峰优化模型，上层模型基于两区域的全局信息负责省间调峰资源的协调，以系统净负荷波动和运行成本最小为目标，协调优化调峰火电机组、储能充放电功率及区域联络线计划出力；下层模型接收上层指令作为约束，负责省内储能电站间功率分配，以本省储能调度净收益最大为目标，计及储能寿命退化成本和充放电经济权重分配系数优化各储能协同调度。而后，采用改进灰狼优化算法和混合整数线性规划方法分别求解上下层模型，实现了二者的协同优化。最后，以两个区域互联系统为例进行仿真分析，结果表明所提策略可将负荷峰谷差率从18.87%降低至10.26%，进而有效改善区域负荷特性，提高系统整体效益及储能电站的收益。关键词：区域互联系统;储能调峰;分层优化;优化调度;网省协同23|22|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：针对含分布式储能系统的主动配电网短期负荷预测中储能运行扰动显著、节点电压波动增强、负荷演化非平稳性突出的特点，本研究围绕储能接入条件下负荷预测精度与物理一致性难以兼顾的问题，构建了一种融合电压波动感知与拓扑约束的短期负荷预测模型。建模过程中，首先面向工程场景中储能充放电数据缺失、记录不连续等问题，结合节点功率平衡关系与时间连续性约束，对缺失时段储能功率进行重构，以提高关键输入变量的完整性与可用性；随后，针对储能调节引起的局部电压变化对负荷响应的影响，构建节点电压波动指标，并对电压特征进行修正，将历史负荷、重构后的储能功率、节点电压及其波动特征进行统一时间对齐和多变量融合；在此基础上，建立LSTM-PatchTST联合预测框架，由LSTM提取局部时序动态特征，PatchTST刻画长时段依赖关系，并通过残差修正与结果融合增强模型在复杂工况下的稳定性；同时，将储能接入线路状态和线路载流限制以拓扑约束损失项的形式嵌入训练过程，以提升预测结果对实际配电网运行边界的适配能力。以某含分布式储能系统的主动配电网半年运行数据为对象开展仿真分析，在15 min的时间尺度下构建训练集、验证集和测试集。结果表明，所建模型能够较准确跟踪储能调节活跃时段的负荷变化趋势，在负荷突升和回落区间均表现出较好的响应能力，综合平均绝对百分比误差为2.73%，较两种对比方法分别下降23.53%和32.43%。实验结果表明，通过协同引入储能功率重构、电压波动感知和拓扑约束训练，可有效增强模型对源网荷储耦合运行特征的表征能力，提高主动配电网短期负荷预测的精度、稳定性与工程适用性，并可为储能调度优化和配电网智能运行提供更可靠的数据支撑。关键词：分布式储能系统;主动配电网;负荷预测;电压波动感知;储能-负荷耦合;拓扑约束建模28|21|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：随着风电机组在电力系统中渗透水平的不断提升，其波动性和间歇性特点导致电力系统调频负担不断增大，本研究基于电池储能的风电场一次调频控制策略。首先，针对传统惯量控制中虚拟惯量系数和下垂系数固定可能出现惯量支撑与系统需求不匹配的问题，研究基于模糊控制的自适应综合调频控制策略，通过实时调整虚拟下垂和惯性系数，提升系统的响应特性。在此基础上，为改善传统比例积分控制下系统的动态响应性能，研究功率的非线性自抗扰(non-linear active disturbance rejection control，NL-ADRC)控制策略，并通过粒子群优化算法对NL-ADRC的控制参数进行寻优，实现NL-ADRC参数的最优配置，从而减小频率波动。仿真与实验结果表明，本工作所提策略能够减小系统频率波动使系统频率更快达到稳定状态。关键词：储能系统;一次调频;模糊控制;自抗扰控制23|11|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：为更好应对直流微网中的功率波动，满足电信号资源的能量平衡需求，针对基于混合储能的机械型变压器直流微网功率和能量管理策略展开研究。分析机械型变压器在直流微网中的应用，进而实现对混合储能系统的功能互补，完成对微电网系统架构与功能的定位。在此基础上，提出分层控制架构，并联合关键控制算法，完善功率与能量管理策略。以机械型变压器的动态响应限制作为切入点，对混合储能寿命进行管理，从而分析混合储能技术所面临的挑战与具体解决方案。关键词：混合储能;机械型变压器;直流微网功率;能量管理;功能互补;分层控制19|3|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：新型电力系统建设受新能源波动性、消纳难题及传统电网调节不足影响，需储能技术支撑。然而，储能投资成本高、收益机制不健全等因素，制约其规模化应用，限制了储能经济与新能源经济的协同发展。本文在深入分析二者融合发展基础与环境的基础上，从市场机制、政策协调等方面提出策略，旨在提升新型电力系统灵活性与新能源利用率。关键词：电力系统;储能经济;新能源经济;市场机制;融合发展15|7|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：兆瓦级重力储能系统中采用电励磁电机直接并网，可有效利用电机固有特性实现暂态电压与频率的支撑，但单一质量等级重物块的储放势能无法平滑连续地调节新能源并网系统的波动性功率，因此对重物块质量分级优化是进行小步长功率调节的重要工程方法。本研究针对该工程实际问题，提出一种改进的非支配排序遗传算法II(NSGA-II)的重物块分级策略：将相互冲突的重物块分级数量最少与平均功率补偿误差最小两个指标作为优化目标，考虑重物块质量边界约束以及单时段重物块操作次数约束等工程实际条件，建立重物块质量分级的多目标优化模型，结合工程约束引入贪心局部搜索策略，确保优化结果满足实际要求，完成重力储能分级的工程实际问题求解。为提高解集可靠性，执行10次独立运行优化，采用超体积、拥挤度、理想点距离等多维评价指标结合TOPSIS方法综合评价各次运行结果，筛选出最优Pareto前沿，并以平均功率补偿误差不超过5%作为工程决策依据选取出分级数最少的最优方案，针对春、夏、秋、冬四季典型日的风、光、负荷功率波动场景，实现百兆瓦时重力储能最优重物块分级组合，最后通过蒙特卡洛方法生成8个随机扰动场景进行仿真验证本分级方案的鲁棒性和有效性。关键词：重力储能;质量分级;NSGA-II;贪心局部搜索;TOPSIS;蒙特卡洛25|14|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：在“双碳”目标驱动下，斜坡式重力储能系统因可平衡可再生能源波动备受关注。但系统机械与电气子系统耦合复杂，单一建模工具难以满足仿真需求。本文聚焦于斜坡式重力储能系统机械-电气综合仿真，探讨多工具协同建模策略，通过分析斜坡式重力储能系统的工作原理与特性，阐述多工具协同建模的必要性，详细介绍常用建模工具及其协同方式，为斜坡式重力储能系统的研究与优化设计提供理论支持与方法参考，以促进其在储能领域的发展与应用。关键词：机械-电气综合仿真;多工具协同建模;储能系统优化16|9|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：为提高综合能源系统内能源利用效率，促进发电侧新能源技术应用，更好地满足用能需求，本工作构建了含有抽水压缩空气储能模块的综合能源系统模型，基于某地园区典型日运行数据，给出2种运行模式，分析综合能源系统的运行特性，并依据性能评价指标探究储能系统内各模块的容量配置对系统运行的影响。研究结果表明，在园区内配置含有抽水压缩空气储能模块的储能系统，能有效提高园区内能量自足率，峰放谷存模式下可达到最大值约98%，而在内部供电优先模式下可达到100%，实现完全自给自足，不向外部电网取电；然而，储能模块容量的增加会导致储能系统综合效率下降。以电池模块容量为300 kWh为例，峰放谷存模式下，储能系统综合效率为88.8%~68.6%，内部供电优先模式下，储能系统综合效率为88.9%~73.1%；在该典型日下，采用峰放谷存模式相较于内部供电优先模式，能获得更高的盈利水平，前者最大盈利为4817.51元，后者则为4407.47元。本研究旨在为综合能源系统建设提供一条新的思路，为抽水压缩空气储能技术的应用和配置提供新的方法。关键词：综合能源系统;抽水压缩空气储能;运行特性;容量配置36|20|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：飞轮储能技术是一种通过高速旋转体释放动能并进行存储的机电能量转换体系。在实际工作时，可以通过飞轮自身将电能和机械能进行动态转换，具有响应速度快、循环寿命长、转化效率高以及污染小等多种优势，具有良好的应用前景和研究价值。对此，本研究系统分析了现代飞轮储能系统的结构特性和轨迹特性。结果表明，飞轮储能系统在结构层面，需要通过分层复合设计和多项材料的协同作用实现轻量化、高强度与长寿命的协同优化；在动态轨迹层面，通过能量转换过程中的双向能量流耦合，保证效率非线性衰减及负载动态匹配规律扰动抑制特性。关键词：飞轮储能;结构分析;动态特征22|16|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：随着可再生能源占比提高，电网面临间歇性和波动性挑战，亟需大规模长时储能技术。抽水蓄能作为成熟技术，虽受地理条件限制，但其信息化与智能化转型为新质生产力发展提供了重要参考。重力储能技术以其选址灵活、效率高和环境友好等优势成为研究热点。本文系统分析了垂直式、斜坡式等重力储能技术原理与发展现状，并融入抽水蓄能工程信息化实践，探讨重物控制、并网技术和系统效率等关键问题。结论指出，重力储能技术需在重物传动、集群控制和材料研发等方面突破，信息化与智能化将是未来重要发展方向，抽水蓄能的工程管控经验可为其提供借鉴。关键词：重力储能;抽水蓄能;可再生能源;信息化20|8|0更新时间：2026-04-29
储能系统与工程
- 摘要：锂离子电池温度的准确估计作为电池管理系统(battery management system，BMS)的核心技术之一，对电动汽车的安全运行具有重要意义。为此，本研究提出一种结合模型与数据驱动的混合温度预测方法。首先，构建由一阶RC等效电路模型与一阶热模型组成的热电联合模型，并通过自适应遗忘因子递推最小二乘法(adaptive forgetting factor recursive least squares，VFFRLS)进行参数辨识；而后，为克服热等效电路模型在电池空间和材料上的简化导致对变化率较高温度区间的表征受限的问题，设计一种自适应权重物理信息神经网络(adaptive weighted physics-informed neural network，AWPINN)，将联合模型辨识结果作为可学习参数的物理约束，融合了数据驱动能力与模型物理机制。最后，通过VFFRLS与AWPINN模型联合估计得到最终结果，并通过与其他数据驱动模型的对比，证明所提出的温度预测方法的优越性。实验结果表明，在20℃环境下，本方法的平均绝对误差为0.242，均方根误差为0.4069，决定系数达0.9693，性能优于常见模型。在0~40℃范围内，本模型亦保持良好的预测能力，验证了在不同温度条件下的适应性与实用性。关键词：锂离子电池;温度预测;递推最小二乘法;参数辨识;物理信息神经网络31|20|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：针对现有锂离子电池健康状态(state of health，SOH)点估计方法难以量化估计不确定性的问题，本工作聚焦于更具实际应用价值的SOH区间估计方法。现有大多数区间估计方法是基于分布假设的，当现实数据偏离这些假设时，会引入估计偏差，进而影响估计的可靠性。为此，无分布的上下界估计(lower upper bound estimate，LUBE)方法逐渐受到关注，但其仍面临若干挑战：其一，损失函数不可微，导致模型优化困难；其二，部分研究采用Sigmoid函数将不可微的损失函数转变为可微损失函数，但Sigmoid函数的引入往往需人工调整斜率参数；其三，现有的研究多建立在容量这一理想健康指标上，然而容量的精确测量成本高昂，限制了该方法在实际场景中的适用性。为此，本工作提出一种面向多健康指标的锂离子电池SOH无分布区间估计方法。首先，采用核主成分分析(kernel principal component analysis， KPCA)方法对提取的多健康指标进行非线性降维。在此基础上，构建一个双输出神经网络模型，通过引入一种无需手动调整斜率参数的损失函数，使模型能够基于降维后的数据，稳定地输出高质量的预测区间。在公开可用的CALCE数据集上的实验结果表明，本工作所提方法不仅满足预定义置信水平的要求，还进一步提升了预测区间的质量。关键词：锂离子电池;健康状态;无分布区间估计;上下界估计;核主成分分析48|17|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：凭借出色的能量密度，高镍三元锂离子电池逐渐成为高端新能源汽车和未来低空飞行器的主流选择之一。然而，目前高镍三元锂离子电池市占率低，对潜在安全风险研究较少。本研究借助加速量热仪、气相色谱仪和20 L球气体爆炸装置，对不同荷电状态(state of charge，SOC)典型商用NCM811高镍三元锂离子电池热失控过程中的产热、产气行为及气体爆炸特性进行了系统性探究。实验结果显示：随着SOC的增加，电池自发热温度T1和热失控起始温度T2呈现下降趋势，且热失控孕育时间Δt12也显著缩短，电池热安全性明显降低。此外，SOC越高，电池热失控产气总量也越高；同时，H2和CO等可燃性气体比例也大幅增加，混合气体爆炸下限降低，燃爆风险显著升高。进一步，为量化分析高镍三元锂离子电池的热失控风险，基于热失控本征危害和衍生气体危害，本研究提出了一种综合风险评估模型，对于高镍三元锂离子电池安全设计优化及防护提升具有一定的指导意义。关键词：锂离子电池;热失控;产气;爆炸极限;风险评估30|19|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：针对镍片连接片微小缺陷(划痕、凹坑等)在二维灰度和三维深度信息中均呈现对比度低、深度变化弱的检测难点，本研究提出一种基于FDI-YOLOv10n模型的多通道图像融合检测框架。首先通过通道级图像融合方法，将灰度图像2D纹理特征与深度图像3D空间特征在通道维度深度融合，增强模型对缺陷的表征能力。其次，为进一步提升特征提取效率，设计FasterCGLU-MANet混合聚合模块，结合改进型FasterBlock-CGLU单元与MANet架构，提升特征语义表达深度并加速推理；同时引入鲁棒特征下采样(RFD)机制，通过浅层与深层分级处理策略，有效缓解了图像冗余信息干扰问题；最后，设计Inner-MPDIoU复合损失函数，结合内部区域重叠约束与边界对齐优化，显著提升了边界框回归稳定性。实验结果表明，所提模型在自制数据集上达到96.1%的mAP@0.5及333.3 帧/s的检测速度，实现锂离子电池工业级高精度与实时性的检测需求。关键词：FDI-Yolov10n;多通道图像融合;混合聚合模块;鲁棒特征下采样20|5|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：随着智能物流仓储的快速发展，锂电池作为关键动力源，其性能与可靠性备受关注。本文聚焦基于多参数耦合模型的锂电池健康管理策略在智能物流仓储中的应用，在理论层次构建多参数耦合模型，综合考量锂电池的电化学、热学、力学等参数，实现对电池状态的精准评估。详细地阐述了该模型在电池健康状态监测、剩余寿命预测方面的应用，有效提升了锂电池在智能物流仓储中的安全性与稳定性，为优化物流仓储运营提供了有力支持。关键词：锂电池;多参数耦合模型;健康管理策略15|11|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：全钒液流电池(vanadium flow batteries，VFBs)在长期运行过程中，常因电解液体积失衡而引起异常容量衰减。因此对其健康状态(state of health，SOH)进行准确预测，对维持系统稳定运行至关重要。本研究基于电池循环老化数据，提出采用自适应变分模态分解与重构(adaptive variational mode decomposition and reconstruction，AVMDR)方法，以处理电池老化过程中的容量再生现象，并将其应用于SOH时间序列分析。基于相关性分析，重构了表征容量再生特征的波动函数F(t)与表征主体容量衰减趋势的主趋势函数M(t)。进而结合两者特性，分别采用长短期记忆网络(long short-term memory，LSTM)和Transformer模型，构建融合神经网络(integrated neural network，INN)模型。此外，通过概率分布计算以处理预测结果的不确定性问题。通过实验所得老化数据验证了所提融合模型的可行性与有效性。结果表明：该模型在多时间尺度下的预测均方根误差(RMSE)可保持在0.45%以内，在精度与稳定性方面均优于其他模型。关键词：全钒液流电池;健康状态;自适应变分模态分解与重构;长短期记忆网络;Transformer模型31|10|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：铅酸电池作为数据中心后备电源的关键部件，在长期浮充工况下易发生硫酸盐化、板栅腐蚀等老化现象，导致容量衰减和早期失效，传统的内阻测试方法难以准确评估其健康状态。为此，本研究提出一种基于电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy，EIS)与弛豫时间分布(distribution of relaxation times，DRT)的联合分析方法，系统研究浮充状态下铅酸电池的老化机制。实验选取GFM-360E阀控式铅酸电池，涵盖未服役、服役合格与服役不合格3类老化状态，在不同荷电状态(state of charge，SOC)下进行EIS测试，并利用DRT技术对阻抗数据进行反卷积解析，提取欧姆电阻(Rohm)、特征峰位(P1~P4)及峰面积等关键参数。研究结果表明，EIS曲线在低频区出现扩散斜线、DRT谱图中P3与P4峰耦合形成宽大巨峰(峰面积大于150%)、Rohm增幅超过30%等特征，可有效识别活性物质硫酸盐化、电解液干涸与板栅腐蚀等老化模式。通过构建“同SOC不同老化状态”与“同老化状态不同SOC”的对比分析框架，建立了基于EIS-DRT的老化判定指标体系，实现了对铅酸电池老化状态的多维度量化诊断。本方法克服了传统等效电路模型的主观性，提升了老化判断的精度与可靠性，为浮充场景下铅酸电池的精准健康管理提供了有效的技术手段。关键词：铅酸电池;电化学阻抗谱;弛豫时间分布;老化诊断;浮充28|27|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：为实现电池组安全、高效与长久的运行，本研究开发了一个电池热管理系统(BTMS)多物理场耦合数值模型，并对液冷BTMS在不同运行周期下电池组温度特性与电化学特性进行了分析。研究发现：老化电池组内部固体电解质界面膜(SEI)的形成会引发更高的电池放热率。其中，电池内部的可逆热会因为SEI膜的形成与Li+的降低而逐渐减少，但是电池组内部的不可逆热会随着电池组循环次数的增加而增加，且不可逆热的上升幅度远大于可逆热的降低幅度。最终，电池组的放热率会随着电池工作循环次数的增加而上升。因此，当电池组持续运行1000个充放电循环后，电池组温度与温差分别上升了2.54 K、2.15 K、1.93 K和2.34 K、2.04 K、1.85 K。因电池老化效应而引起的电池组温度与温差的偏差，势必会显著影响BTMS的设计。结果表明，入口流速为0.05 m/s时，BTMS即可满足未老化电池组对温度与温差的需求。然而，此方案无法满足老化电池组对换热量的需求。因此，本研究针对BTMS提出了两种优化方案，以确保电池组的温度与温差在长期循环过程中仍然可以得到有效的控制。研究发现：在BTMS冷却液中添加氧化铝(Al2O3)球形纳米颗粒可以显著增强BTMS换热性能，并且随着纳米颗粒体积分数的增加，BTMS的换热性能也逐渐上升。当电池组运行1000次充放电循环后，采用1% Al2O3纳米流体，电池最高温度分别降低1.24 K、0.98 K和0.86 K，最大温差分别降低1.09 K、0.88 K和0.79 K；采用3% Al2O3纳米流体时，电池最高温度分别降低1.92 K、1.56 K和1.36 K，最大温差分别降低1.63 K、1.52 K和1.27 K；而采用5% Al2O3纳米流体时，电池最高温度分别降低2.64 K、2.20 K和1.94 K，最大温差分别降低2.29 K、2.02 K和1.83 K。此外，基于电池产热特性的BTMS运行方案可以在所有工作循环条件下更加有效地控制电池热特性并减缓电池的容量衰减，并达到降低系统压降与提升电池放电电压的效果。对于老化电池组而言，采用此运行策略后，电池最高温度分别降低5.98 K、4.17 K和3.04 K，最大温差分别降低4.27 K、2.79 K和1.81 K。关键词：锂电池;电池热管理;电池老化;传热;数值模拟22|21|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：精准预测锂电池容量对保证其安全稳定运行极为重要。为此，本研究将锂电池简称为电池，将已知全生命周期数据的电池称为测试电池，正在使用中且数据有限的电池称为服役电池，提出基于迁移学习且计及退化阶段特征的服役电池容量预测模型。首先，采用双Bacon-Watts方法，将测试电池全生命周期划分为早期、中期、末期3组退化阶段。接着，构建电池阶段性匹配机制，该机制根据测试电池早期容量数据与服役电池容量数据间的时间扭曲编辑距离，通过两步筛选获得与服役电池适配的测试电池。在退化阶段划分的基础上，通过识别测试电池当前阶段归属以及阶段内的相对位置信息，刻画其阶段编码。随后，应用多层感知机对阶段编码进行特征映射，将映射后的阶段特征嵌入长短期记忆网络中，同时引入加速退化损失项，引导模型学习电池实际退化规律，实现对测试电池的容量预测。最后，将测试电池的预测模型参数进行微调，并迁移至服役电池容量预测任务中。利用麻省理工学院公开数据集进行验证，模型预测平均绝对误差、平均绝对百分比误差及均方根误差均低于1%，为服役电池早期容量预测提供了可靠方案。关键词：锂离子电池;测试电池匹配;阶段退化;加速退化;迁移学习;容量预测17|11|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：含水层压缩空气储能(CAESA)技术因储能规模大、环境友好等特点，是一种潜在的大规模储能方式，然而在高速注采空气过程中产生能量损失的程度和环节尚不明确。本工作在考虑非达西渗流特性、井筒-地层耦合计算的基础上，通过理论分析和数值模拟方法，计算高速注采过程中井筒-地层中压缩空气体系的压力、流量、温度分布，提出了以焓值、压能、内能和动能为核心的多指标能量损失评价体系，定量分析了注采循环中各能量分量的变化规律，分析影响能量损失的主要因素，并提出降低能量损失对策。研究结果表明：压能损失是系统能量损耗的主要形式，占总能量的78%~88%；采出阶段的摩阻损失和动能损失分别是注入阶段的4.7~5.3倍和4.6~5.1倍；通过优化工作气量(<5×104 m3)、改善井底渗流条件(表皮系数<0)和降低井筒粗糙度(<1%)可显著减少能量损失；将气体注入地层深处可对气体实现加温，开采地热能，补偿其他能量损失，提升整体能量。本研究为CAESA系统的优化设计和高效运行提供了理论依据和技术支撑。关键词：压缩空气储能;能量损失评价;井筒-地层耦合模型;非达西渗流;减损策略25|14|0更新时间：2026-04-29
储能测试与评价
- 摘要：为系统解析新型储能政策的央地协同演化机制，本文基于2016—2025年中央及地方共149份政策文本，运用动态主题模型开展历时性话语分析。研究发现：中央政策以安全准入为刚性约束，其重心由初期的功能确认与机制破冰，经系统协同与制度基础夯实，逐步转向市场化价值实现；地方政策则从制造能力建设起步，历经行政主导下的规模化扩张，最终迈向融合安全监管、市场激励与精准扶持的综合治理。二者在功能上形成顶层设计与地方试验的互补格局，在时序上呈现战略引导与响应调适的协同特征，并于2025年以“强制配储”退出为关键转折，共同推动发展范式由政策依赖向市场驱动转型。本文基于大规模政策文本证据，揭示了中国新型储能治理体系从外生激励迈向内生可持续的适应性演进路径。关键词：新型储能;政策话语;央地协同;主题模型27|8|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：生产者责任延伸制度要求生产者对产品的全生命周期负责，包括对生产、销售、使用和回收等全环节全程闭环负责。电池的生产者应当对电池的生产、使用、回收利用全生命周期负责，本文重点以生产者责任延伸为视角分析我国动力电池的回收利用制度，通过实证和比较分析等方法探析我国现行动力电池回收利用立法现状，阐述了虽然我国已经制定了动力电池回收利用的部门规章、行政规范性文件，并制定了一系列配套制度，对动力电池回收利用进行了规制，基本保障了我国动力电池回收利用有序进行。但我国动力电池回收利用制度还存在现行法律位阶低、权威性不强，法律规定比较粗疏、操作性不强，激励与约束机制不健全，多头管理、协同不够的困境等问题，影响了我国动力电池回收利用的实效；通过引入生产者责任延伸制度，制定废旧电池回收和综合利用法或者行政法规，法律规定明确具体、增强可操作性，建立科学的激励与约束机制、加强部门协同和监督管理等对策，完善我国废旧电池回收与综合利用法律制度。关键词：动力电池;回收利用;生产者责任延伸;完善对策14|10|0更新时间：2026-04-29
储能技术经济性分析
- 摘要：本研究提出一种Li2S掺杂调控策略，通过熔融涂布制备10 μm超薄Li@Li2S复合锂箔，实现高能量密度、长循环锂金属电池的高效构建。Li2S与铜基底间较低的界面形成能显著改善熔融锂对铜的润湿性，助力超薄锂箔的大面积、高效率制备。同时，Li2S掺杂在改善锂负极对锂离子和电解液中锂盐阴离子的吸附能力、有效抑制枝晶生长并提升锂沉积均匀性的同时，协同诱导富无机组分固体电解质中间相膜的优先形成。该复合锂箔与高负载正极在负极/正极面容量比<1的少锂型锂金属电池体系中均展现出优异的循环稳定性，其中Li@Li2S||Ni92软包全电池(正极负载22.9 mg/cm2，面容量4.6 mAh/cm2)兼具超高能量密度(520 Wh/kg，1350 Wh/L)及长循环性能(0.2 C循环50次容量保持率99.8%)。这种“界面能-吸附能”双调控策略，既有效解决了纯锂熔融涂布过程中润湿性差、厚度不均等技术难题，还为电化学循环中的锂沉积行为和表面膜成分提供了良好的调控基础，有望为高比能、长循环锂金属电池的实用化突破提供低成本、可规模化的新路径。关键词：负极材料;锂金属电池;能量密度;固体电解质中间相膜36|13|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：锂金属负极具有极高的比容量，是高能量密度锂二次电池的重要选择，然而安全性问题严重阻碍了其实际应用。由于锂金属负极的产热量显著高于电池其他组分，其热安全性能的提升是决定锂金属电池整体安全性的关键。因此，本研究开发了一种具有优异稳定性与安全性，且适用于规模化生产的超薄(20 μm)锂锌合金负极材料(Li0.7Zn0.3)。研究发现，新型锂合金材料在有机溶剂中浸泡30 d可保持稳定，且与水接触后不会发生爆燃，解决了纯锂(Li)遇水起火的问题。Li0.7Zn0.3||Cu半电池在60℃下贮存30 d后，测得其脱锂量仍高达新鲜负极的98.5%，表明界面副反应得到有效抑制。差示扫描量热法(DSC)测试显示，新型锂合金材料在循环30圈后(100% SOC)表现出远优于纯锂的热稳定性，有望显著提升电池的安全性。软包电池的绝热加速量热(ARC)测试表明，使用合金材料替代纯锂后，热失控触发温度(T2)由177.8℃提升至216.5℃，热失控最高温度(T3)由1940.0℃降低至1191.5℃。尤为突出的是，本工作基于合金负极制备了具有高容量(53.60 Ah)和高能量密度(509.25 Wh/kg)的软包电池，并实现了120次稳定循环。综上，本研究成功开发了一种低成本、易制备的高安全性Li0.7Zn0.3合金负极，显著提高了锂金属电池的安全性能，为推动锂负极电池加快实现产业化和应用提供关键技术支撑。关键词：锂金属电池;500 Wh/kg;锂合金;高安全性;热失控36|16|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：石墨基锂离子电池已接近理论能量密度极限，而锂金属电池作为下一代储能与电动汽车核心技术，有望突破该局限，实现超500 Wh/kg的能量密度，拓展应用场景。然而，超高比能锂金属电池的开发面临三大核心挑战：一是锂枝晶生长，充电时锂金属表面易形成枝晶，可能刺穿隔膜引发短路甚至起火；二是界面不稳定，锂金属与电解液反应生成的固态电解质界面膜(SEI)膜稳定性差，加剧活性锂损耗并缩短循环寿命；三是安全隐患，电解液具有易燃特性，在短路时易引发快速热失控。针对上述挑战，本综述聚焦液态电解质这一关键环节，从分子设计视角系统探讨先进液态电解质的构建策略。通过分析溶剂化结构调控、溶剂分子间相互作用优化等核心手段，阐明不同电解液设计(如高浓及局部高浓电解液、弱溶剂化电解液、竞争配位型电解液、多组分电解液、阻燃溶剂体系等)对抑制锂枝晶、稳定界面、提升安全性的作用机理并展望液态电解质未来研究方向，旨在推动超高比能锂金属电池的实际商业化。关键词：锂金属电池;液态电解液;溶剂化结构;固态电解质界面膜32|13|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：超高能量密度(>500 Wh/kg)锂金属电池是实现长续航电动汽车、低空经济等实际应用场景的关键电池技术。然而，锂金属枝晶生长以及高电压正极界面副分解等问题极大限制了其实际应用。当前商用电解液难以满足超高能量密度锂金属电池的极端要求，因此，亟需开发具有高界面稳定性、调节均匀锂金属沉积/剥离能力以及快离子传输能力等特性的新型电解液体系。本文首先介绍了能量密度>500 Wh/kg的锂金属电池电芯设计的基本原则，在此基础上，系统总结了近年来超高能量密度锂金属电池新型电解液的设计理念，包括常规浓度电解液的锂盐、溶剂和添加剂设计，局部高浓度电解液的锂盐、主溶剂和稀释剂设计，弱溶剂化电解液设计以及准固态电解质设计等。此外，本文强调了超高能量密度锂金属电池对于电解液在极低注液量下界面稳定性的要求，为未来新型电解液设计提供了理论指导。最后，本文总结了现有电解液设计策略的优缺点，并对该领域未来电解液组分分子结构设计、正极/电解液匹配、高倍率充放电、先进表征技术、电芯安全性等研究方向进行了展望。关键词：电解液;锂金属电池;高能量密度;电极/电解液界面74|16|0更新时间：2026-04-29
- 摘要：自伏打电堆问世以来，一次电池体系不断发展，其凭借高能量密度、长储存寿命和低自放电率，在军事装备、植入式医疗器件、应急电源和极端环境探测中发挥着重要作用。然而，现有一次电池仍存在功率密度不足、电化学可逆性差、回收成本高以及二次化技术不成熟等问题。本文主要介绍锂一次电池和锌一次电池的工作原理、应用场景以及电池性能的提升策略，包括通过正极材料的改性(如体相掺杂、表面包覆及纳米形貌调控)以增强其电子电导率与结构稳定性；同时，通过电解液组分的精准调控(如引入功能性添加剂与优化溶剂化结构)可以改善界面反应动力学，促进离子高效传输。此外，一次电池二次化也是一个重要发展方向，其核心挑战在于固固两相反应动力学缓慢、正极体积膨胀和放电产物(LiF、LiCl)分解能垒高等。通过在正极中引入催化剂降低惰性产物的分解能垒，调控电解液组分以优化离子的溶剂化结构，并构建稳定的电极-电解液界面等，可以实现电池的稳定循环。未来一次电池将向着高功率、高能量密度、绿色回收以及二次化等方向发展。关键词：锂一次电池;锌一次电池;高能量密度;二次电池;锂金属电池29|11|0更新时间：2026-04-29
超越500 Wh/kg的电池专栏
- 凡注明本刊独家的版权为《储能科学与技术》所有，欢迎转载但请务必注明来源，我刊最新录用文章不允许微信公众号首发。如果本文侵犯您的权益，请联系本站删除！ 凡注明“来源：XXX（非《储能科学与技术》）”，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。其他媒体如需转载，请与稿件来源方联系，如产生任何问题与本网无关。 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
0