最新刊期

    2026年第15卷第8期

      储能材料与器件

    • 异质电解质层中锂枝晶生长行为原位观测分析研究

      张芷豪, 安国博, 张扬, 樊倩霄, 张文堤, 王文卓, 刘凯, 李美成
      2026, 15(8): 2953-2962. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0292
      摘要:硫化物固态电解质是高比能全固态电池的重要候选材料,但锂枝晶穿透引发的短路仍是限制其实用化的关键问题。现有研究表明,在Li5.5PS4.5Cl1.5(LPSC)中引入Li10GeP2S12(LGPS)中间层能够延缓枝晶贯穿现象的发生,不过关于其作用过程及界面调控机制的直接实验揭示仍然不足。本研究构建了可透光的超薄LPSC|LGPS双拼微电池,实现了对枝晶跨硫化物异质界面生长的同步光学-电化学追踪。结果表明,锂枝晶在LPSC中易沿单一优势路径持续生长;当其到达LPSC|LGPS界面后,其持续前向生长转变为界面停滞并沿界面扩展,同时伴随通路等效电阻升高。进一步研究表明,当优势枝晶前沿接触LGPS后,界面反应引起的局部高阻产物的累积会分走原本集中于该枝晶尖端的电流,削弱其持续向前生长的优势,并在多沉积点条件下促使电流向其他低阻通路转移,从而形成被动负反馈式电流再分配。该研究为LGPS中间层抑制枝晶贯穿提供了直接的原位观测证据,并揭示了其可能依赖于界面反应诱导的局部增阻和尖端电流分流协同作用的调控机制,为硫化物固态电解质中间层设计和枝晶抑制提供了新的认识。  
      关键词:硫化物固态电解质;锂枝晶;原位光学表征;LPSC|LGPS异质界面;电流再分配   
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      更新时间:2026-08-26
    • 热处理提升Li7P3S11固态电解质的空气稳定性和电化学性能

      余乐, 李谦, 周永宁
      2026, 15(8): 2963-2974. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0313
      摘要:全固态锂电池因其潜在的高能量密度、优异的安全性和长循环寿命,被认为是下一代电动汽车动力电池的重要发展方向。然而,全固态锂电池中最常用的硫化物固态电解质在空气中的化学和电化学稳定性较差,制约了其规模化应用。本研究采用机械化学法,成功合成了室温离子电导率超过1.0 mS/cm的Li7P3S11固态电解质,系统研究了其在空气中暴露后的性能衰减机理,及后续热处理对其晶体结构和离子电导率的恢复作用。发现空气暴露会使Li7P3S11固态电解质结晶度降低,并部分分解生成杂质相,导致其离子电导率显著下降。将经270℃热处理的Li7P3S11分别应用于单电解质层和双电解质层(引入Li3InCl6)结构的全固态电池中,正极采用高镍层状材料LiNi0.9Mn0.05Co0.05O2,负极为锂铟合金。研究结果表明,热处理后的Li7P3S11在两种全固态电池结构中均实现了超过200 圈的稳定循环,其中单电解质层结构展现出更高的比容量与更优的循环保持率。电化学阻抗谱分析表明,双电解质层结构性能劣化主要源于空气暴露后Li7P3S11与Li3InCl6之间界面阻抗的显著增大。本研究揭示了热处理对空气暴露后Li7P3S11的性能恢复机制,并明确了单电解质层结构在界面稳定性方面的优势,为硫化物基全固态电池的实用化设计提供了重要依据。  
      关键词:固态锂电池;固态电解质;硫化物;界面稳定性;电化学性能   
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      更新时间:2026-08-26
    • 非对称复合隔膜的制备及其锂金属电池性能研究

      廖明杰, 庞鹏飞, 王沪, 陈江超, 张伟超, 朱归胜, 徐华蕊
      2026, 15(8): 2975-2985. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0288
      摘要:锂金属电池因其极高的理论能量密度而被视为下一代储能系统的有力竞争者。然而,商业聚烯烃隔膜存在热稳定性差、离子迁移数低及对锂枝晶抑制能力弱等问题,阻碍了电池的商业化应用。本研究以聚乙烯(PE)为基膜,采用非对称涂覆策略,分别引入刚性的PAN@LATP层和柔性的PEO-SiO2层,制备了Janus结构的PPL复合隔膜。LATP与SiO2纳米颗粒对阴离子具有显著的锚定效应,通过极性基团削弱锂盐中Li+与阴离子之间的库仑相互作用,从而将锂离子迁移数(tLi+)由PE隔膜的0.38提升至0.8。同时,这种“刚柔并济”的非对称结构赋予了隔膜95 MPa的机械强度与5.0 V的耐高压能力,还能有效均匀化离子通量并缓解锂枝晶生长。电化学测试表明,采用PPL隔膜组装的Li||Li对称电池在0.5 mA/cm2下可以稳定循环1000 h(PE隔膜体系在约300 h发生短路失效)。此外,组装的LFP||Li全电池在1 C的高电流密度下,初始放电容量为163.25 mAh/g,循环200次后容量保持率仍可达93%,较PE隔膜体系(69.2%)有明显改善。这种针对界面需求进行分区设计的非对称复合隔膜,为解决锂金属电池的安全性与循环稳定性问题提供了一种有效策略。  
      关键词:锂金属电池;陶瓷复合隔膜;固态电解质材料;非对称涂布;高稳定性   
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      更新时间:2026-08-26
    • S掺杂/Li2SO4包覆富锂锰基正极材料的电化学性能研究

      范信娥, 康绍伟, 黎小琼, 胡思江, 王红强, 李庆余
      2026, 15(8): 2986-2996. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0236
      摘要:采用溶液法与氧化还原法制备了S掺杂与Li2SO4包覆协同改性的富锂锰基正极材料(NSLRM)。借助透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,分析了改性前后材料的微观结构与表面化学状态。结果表明,NSLRM表面形成厚度为3~5 nm的Li2SO4包覆层,且同时存在SO42-与S2-物种。电化学测试显示,改性材料的首次库仑效率(ICE)均高于88%,优于未改性材料;在1 C倍率下循环300次后,2%改性材料(NSLRM2)的可逆比容量保持153 mAh/g,容量保持率达70.29%,显著高于原始材料(LRM)的111.3 mAh/g和48.79%;在5 C和10 C高倍率下,NSLRM2的放电比容量分别为151.2 mAh/g和116.8 mAh/g,远高于LRM的121.3 mAh/g和74.7 mAh/g。电化学性能的提升主要归因于S掺杂增强了过渡金属与氧之间的键合强度,Li2SO4包覆层提供了良好的锂离子传导路径,同时S掺杂诱导的氧空位促进锂离子的快速传输并抑制晶格氧释放,显著提升了结构稳定性。本研究为开发高比容量、优异循环稳定性的富锂锰基正极材料提供了可行策略,为高性能锂离子电池研发提供实验依据。  
      关键词:锂离子电池;富锂锰基正极;包覆;掺杂;电化学性能   
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      更新时间:2026-08-26
    • 袁丙青, 陈亮, 张绪宝, 罗飞, 洪辉
      2026, 15(8): 2997-3008. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0470
      摘要:为满足电动汽车、大规模储能及便携式电子设备对锂离子电池快充能力的迫切需求,解决传统电极在大电流工况下离子传输动力学缓慢、极化效应显著、循环寿命短等问题,开展多尺度三维导电网络结构设计与离子传输优化研究。本文构建的多尺度三维导电网络体系优先适配磷酸铁锂(LFP)正极,相关结构设计、仿真模型与制备工艺均基于正极体系开发,后续可拓展耦合石墨/硅基负极搭建全电池体系开展析锂风险专项验证。首先,基于特征时间常数理论,量化分析快充过程中电子传导与离子扩散的动力学关系,指出离子传输是限制10 C以上倍率性能的主控瓶颈,据此提出了电子与离子双连续且速率匹配的设计目标。随后,阐明了三维导电网络通过构建高效电子传导通道与优化离子扩散路径,协同降低传输阻力、缓解极化的作用机制,并建立了以无量纲参数“结构效率因子β=ε/τ”为核心的评价体系。建立微观、介观与宏观三级协同设计框架,确定各尺度最优结构参数。基于COMSOL Multiphysics 6.0构建多尺度多物理场数值模型,明确模型假设并界定其适用范围(孔隙率30%~55%、石墨烯含量2%~5%、倍率≤12 C)。该模型当前仅针对LFP正极半电池工况构建,没有纳入石墨/硅基负极析锂、界面副反应等负极相关边界条件。经响应面法多目标优化,实现结构参数与传输性能的精准匹配。采用3D打印、原位烧结与复合分散工艺制备电极,该工艺制备效率达50片/h,材料利用率超95%,具备规模化潜力。性能测试表明,优化后的电极在10 C高倍率快充工况下,基于LFP活性物质质量计算比容量达138 mAh/g,充放电效率94.5%,循环1000次后容量保持率91.3%;锂离子扩散系数提升至1.2×10-11 cm2/s,电荷转移电阻降至75 Ω·cm2,且在-20℃低温与55℃高温环境下仍保持优异性能。针对三维骨架与42%较高孔隙率带来的体积能量密度衰减问题,通过梯度孔径匹配、高活性物质负载填充、超薄蜂窝骨架设计实现补偿,在200 μm电极厚度、10 mg/cm2活性物质面载量条件下兼顾快充动力学与体积储能水平。由此可见,通过研究面向快充的锂离子电池多尺度三维导电网络结构设计与优化,为高倍率快充锂离子电池的产业化应用提供了关键支撑。  
      关键词:锂离子电池;快充技术;三维导电网络;离子传输;特征时间常数   
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      更新时间:2026-08-26
    • 冯啟冰, 李喆珺
      2026, 15(8): 3009-3017. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0315
      摘要:4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(4-OH-TEMPO,4-HT)作为水系有机液流电池阴极电解液材料表现出良好的氧化还原可逆性,但其在中性水溶液中的本征溶解度仅约2.1 mol/L,严重限制了电池的能量密度。针对这一问题,选用尿素类似物甲基脲(MU)和乙基脲(EU)作为氢键供体/受体添加剂,通过分子间相互作用提升4-HT在水相中的表观溶解度,在不改变其分子结构的前提下实现物理增溶。通过紫外-可见分光光度法(UV-vis)系统测定了不同浓度添加剂条件下4-HT的饱和溶解度,利用核磁共振氢谱(1H NMR)分析了添加剂与4-HT之间的氢键相互作用机制,并结合循环伏安测试、旋转圆盘电极测试、电化学阻抗谱及全电池充放电测试,评估了增溶后电解液的理化性质、电化学可逆性及在实际液流电池中的循环稳定性。结果表明,EU性能更优,可将4-HT的饱和溶解度提升至4.9 mol/L。核磁共振结果显示,添加剂与4-HT之间通过氢键形成深共晶溶液,其中EU与4-HT的氢键作用更强,与其更高的增溶效果一致。增溶后电解液的扩散系数略有下降,但电化学可逆性保持良好,氧化还原峰电位差维持在81 mV。组装的全电池在20 mA/cm2电流密度下循环100圈后,添加MU和EU的体系平均库仑效率均达96.5%,高于空白组的96%,容量保持率分别提升至76%和86%,远高于空白组的17%。本研究提出并验证了一种基于尿素类似物的物理增溶策略,在不破坏4-HT电化学性能的前提下显著提升其溶解度与能量密度,为开发高能量密度水系有机液流电池提供了一条简便有效的技术路径。  
      关键词:4-OH-TEMPO;尿素类似物;深共晶溶液;氢键作用;水系有机液流电池   
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      更新时间:2026-08-26
    • 复合型添加剂对全钒液流电池电解液影响的研究

      王熙俊, 李朔, 马晓涵, 董靖, 吴华成, 范永哲, 李世杰, 杜安, 王志华
      2026, 15(8): 3018-3032. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0277
      摘要:随着清洁能源在发电结构中所占比例持续提升,电网侧与发电侧亟需匹配一个合适的储能方式进行电能的储存与调配,以保障系统的稳定运行。全钒液流电池(VRFB)以其长时、安全等本征特性成为了研究的热点。其中电解液在VRFB中占比巨大,其稳定性直接决定着电池性能的好坏。本研究采用复合添加剂策略,旨在改善电解液在高温条件下的稳定性。通过正交试验设计,系统考察了MgCl2、(NH4)2SO4、MSA三种添加剂的复合配比对电解液性能的影响。以容量保持率为标准进行评判,复合添加剂的最优成分及含量为MgCl2 0.1 mol/L+(NH4)2SO4 0.2 mol/L+MSA 1.0 mol/L。电池测试结果表明,在120 mA/cm²电流密度下,含复合添加剂的电解液经25次循环后,能量效率由75%提升至79%,放电容量由0.69 Ah提升至0.76 Ah,容量保持率由83%提升至90%,分别提升5.33%、10.14%与8.43%;在230次长循环中,其能量效率仍稳定在约82%,较对照组相对提升约9.33%,放电容量与容量保持率均显著优于未添加体系。同时,50℃高温静置一周后,电解液沉淀体积由11.31 cm3降至7.72 cm3,降幅达34.39%;离子色谱(IC)结果证实,添加剂可在电解液中长期稳定存在,未发生显著跨膜迁移行为。综上,该复合添加剂可同时提升电解液的热稳定性与电池充放电性能,为全钒液流电池的高效稳定运行提供了可行的技术方案。  
      关键词:全钒液流电池;电解液;热稳定性;复合添加剂   
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      更新时间:2026-08-26
    • 水系锌碘电池聚合物电解液制备及其电化学性能研究

      胡宗丽, 杨光, 史晓东, 王欣
      2026, 15(8): 3033-3041. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0291
      摘要:水系锌离子电池因析氢、腐蚀及锌枝晶生长而导致锌金属负极电化学性能受限,成为其长期循环与高倍率应用的核心挑战。本研究设计了一种基于大分子聚合物(聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锌)的新型电解质盐体系(MS电解液),通过聚合物链上丰富的功能基团与长链构象实现对电解液微观结构和锌负极界面的双重调控。利用1H NMR与FTIR表征确认聚合物成功合成,并将其溶解于去离子水制备MS电解液,同时以常规1 mol/L ZnSO4水溶液为对照(ZS电解液)。电化学测试表明,MS电解液可显著抑制锌金属负极界面副反应及枝晶生长:Zn-Zn对称电池在1 mA/cm2、1 mAh/cm2条件下循环寿命达600小时,在10 mA/cm2、10 mAh/cm2苛刻条件下仍可稳定循环90小时;Zn-Cu非对称电池在300圈循环中实现平均库仑效率99.3%;Zn-I2全电池在1 A/g电流密度下循环1000圈,容量保持率86.1%。此外,循环后的SEM、SECM、XRD及Tafel分析进一步证实了MS体系对锌负极界面腐蚀和副反应的抑制作用。该工作为构建兼具低水活性、高离子传输能力及优异界面稳定性的水系锌离子电解液提供了一种有效的新策略,对高性能水系锌离子电池的设计与应用具有重要参考价值。  
      关键词:水系锌离子电池;锌金属负极;电解液;盐;添加剂   
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      更新时间:2026-08-26
    • 基于移动气流口的新型储热填充床动态特性分析

      张艳, 王亮, 林曦鹏, 林霖, 葛志伟, 张双, 李文博, 王珩沅, 陈海生
      2026, 15(8): 3042-3053. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0301
      摘要:为解决传统填充床储热系统出口温度非稳态波动问题,本研究提出一种基于移动气流口的新型储热填充床。该结构通过驱动气流进出口沿填充床纵向动态移动,实现了传热斜温层的准稳定推移,在高效率的同时使得储/释热过程中温度波动分别降低至38.61%和28.66%,提高了出口气流能量品质与系统运行稳定性。针对该新型进出口移动式结构,本研究建立了新型填充床的非稳态换热模型,开展了连续储释热工况的三维动态数值仿真,探究了气流口移动方式、运行条件、材料等因素对新型填充床储热动态特性的作用机制。结果显示,本研究的填充床在长宽比为4∶1时可平衡效率与稳定性;减小填充球粒径能提高效率,但不利于稳定性;对于本研究采用的长宽高比为4∶1∶15、总体积0.06 m3的填充床,在质量流量0.007 kg/s、储/释热时间6250 s的运行条件下可满足热效率95.76%的稳定循环运行;93%的进出口移动范围可改善温度“滞后”现象,提升填充床循环性能,使其以较低波动长期循环运行。本研究为大规模高温储热提供了新的技术路线与解决方案。  
      关键词:填充床储热;移动气流口;热稳定性;热效率;㶲效率   
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      更新时间:2026-08-26
    • 朱瑾, 张小颂, 左秀霞, 易金, 刘小瑜, 夏永高
      2026, 15(8): 3054-3070. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0230
      摘要:正极材料是决定锂离子电池性能上限的核心组分,但单一正极材料难以兼顾储能电池对能量密度、循环寿命、成本、安全性以及环境适应性等的多维度需求。层状/橄榄石混合正极材料通过复合高能量密度的层状氧化物与高安全性、长循环寿命的橄榄石磷酸盐材料,在保留各组分固有优势的基础上实现性能互补,成为突破这一技术瓶颈的有效策略。本文系统综述了层状/橄榄石混合正极材料的研究进展。首先简单介绍层状和橄榄石材料各自的晶体结构特征和电化学行为特点,重点探讨两类材料在颗粒尺寸匹配与电压平台兼容性方面的关键问题。其次,简单概述了层状/橄榄石混合正极材料的发展历程,并总结了混合正极的两种主要制备方式。进一步,从界面稳定、结构强化与动力学优化三个层面揭示混合体系的协同作用机制,阐明该类材料在抑制界面副反应、缓解有害相变以及提升电化学反应动力学等方面的核心作用。上述三类机制相互关联、互为支撑,共同构筑协同增强效应,从而实现混合体系综合性能的协同提升。最后,结合当前储能技术的发展趋势,展望该类材料在大规模储能及固态电池等新型电池体系中的发展潜力,并梳理其深化研究方向和未来发展需求,以期为下一代高性能储能电池的发展提供材料支撑与理论参考。  
      关键词:锂离子电池;正极材料;层状/橄榄石混合;协同作用机制   
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      更新时间:2026-08-26
    • 锂电池高安全性电解液研究进展及趋势

      邱宇璇, 魏泽威, 袁雪迪, 张家铭, 刘昊杰, 谢英鹏, 李佳佳, 张海涛
      2026, 15(8): 3071-3085. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0270
      摘要:以锂离子电池和锂金属电池为代表的锂电池体系,凭借其高比能、低成本及长寿命等优点有效推动了出行电动化、清洁可再生能源规模化利用及新兴高科技(具身机器人、电动垂直起降飞行器、无人机、“三深”探测)的发展。这些高价值领域对电池安全性提出更高要求。电解液是锂电池的四大关键主材之一,作为离子传递的载体,能为锂离子在正负极之间往复传输提供通道。常规有机电解液由低闪点碳酸酯溶剂、对温度敏感的LiPF6锂盐及微量添加剂构成,这些组分自身固有易燃性为电池长期运行埋下一定的安全隐患。此外,各类滥用也会导致电池局部温度快速升高并诱发系列放热反应,进一步放大安全风险。系列研究表明对电解液体系进行理性复配是提升电池本征安全的有效方法之一。本文聚焦于高安全电解液的设计策略,归纳电解液在热失控过程中的失效机制,阐明电解液体系的设计原理与作用机理,主要包括溶剂化结构调控策略、本征阻燃电解液设计及智能响应电解液构筑。然后探讨先进原位表征与人工智能技术在电解液创制领域的作用,并对高安全电解液在高比能锂电池中的发展趋势进行展望。  
      关键词:锂电池;热失控;安全性;有机电解液   
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      更新时间:2026-08-26
    • 常启明, 郑小霞, 高艳, 赵宇泽, 朱正伟, 斯庆苏都, 邓建学, 刘德新, 问研良, 洪明子, 魏飞
      2026, 15(8): 3086-3109. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0314
      摘要:本文系统综述了钠离子电池磷基负极材料的研究进展,重点围绕红磷、金属磷化物及红磷/碳复合材料三类体系,深入探讨了其储钠机制、合成方法与结构调控策略。磷基材料凭借高达2596 mAh/g的理论比容量和约0.4 V(vs. Na+/Na)的低工作电位,展现出极具潜力的应用前景。然而,其本征电子电导率极低(约10-14 S/cm),且在充放电过程中体积膨胀率高达约300%,易引发电极结构的粉化与循环寿命的快速衰减,严重制约了其实际应用。其中,红磷因其资源丰富、成本低廉且储钠活性优异而成为研究热点。通过纳米尺度设计、多孔结构构建、碳材料复合及界面工程修饰等策略,可有效提升材料的导电性,缓解体积膨胀效应,并促进稳定的固态电解质界面膜的形成,从而显著改善其循环稳定性与倍率性能。本文系统梳理了各类改性策略的作用机制与优缺点,对比分析了不同磷基材料的电化学性能差异与应用短板。最后,结合储能行业发展态势与前沿研究方向,从结构设计、工艺优化、界面调控及协同改性的角度展望了磷基材料的发展趋势,着重指出红磷/碳复合材料是现阶段最具产业化潜力的研究方向,为突破其商业化应用难题提供理论参考与技术路径。  
      关键词:红磷/碳复合材料;钠离子电池负极材料;储钠机理;改性   
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      更新时间:2026-08-26
    • 一维钒基纳米材料在水系锌离子电池中的研究进展

      刘杰, 尹伟, 张秀秀, 音正龙, 周惠敏
      2026, 15(8): 3110-3130. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0361
      摘要:随着新能源存储需求的持续增长,水系锌离子电池因其高安全性、低成本及环境友好的优势而备受关注。作为关键正极材料之一,钒基氧化物具有可变的价态、开放的层状结构与较高的理论容量,展现出可观的应用潜力。为进一步提升其电化学性能,构建一维纳米结构(如纳米线、纳米带等)被视为有效策略,可显著改善离子传输效率并缓解循环过程中的体积应变。当前,一维钒基纳米材料在水系锌离子电池中的应用研究不断深入,本文系统梳理其最新进展,重点阐述了非原位和原位技术在Zn2+/H+嵌入、转化反应等储能机理中的应用,明确了两种技术在揭示储能本质、优化材料性能中的核心作用;同时总结静电纺丝、水热法等可控制备途径,分析各方法在制备一维钒基纳米材料中的优势与适用性,并探讨离子预嵌、缺陷工程及导电复合等关键优化策略对材料电化学性能的调控作用。最后,针对当前在动力学、结构稳定性及规模化制备方面仍存在的挑战,展望了未来多尺度材料设计与系统集成的研究方向,为推动该体系向实用化发展提供有力支撑。  
      关键词:水系锌离子电池;钒基纳米材料;一维纳米结构;储能机理;优化策略   
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      更新时间:2026-08-26

      储能系统与工程

    • 电池箱风冷热管理系统流动传热特性的试验与数值研究

      杨祖林, 孙文轩, 李明飞, 饶睦敏, 贺顺江, 陈伟
      2026, 15(8): 3131-3142. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0218
      摘要:在电池储能装置设计中,风冷是常用的结构简单、成本低廉的热管理方式。本研究以大容量磷酸铁锂储能电池箱为对象,采用试验测量与数值计算相结合的方法,研究了电池充放电过程中风冷热管理系统的耦合流动传热特性,分析了风道布局和风冷流速对热管理系统流动传热特性的影响。研究结果表明:风道设计是影响换热性能的核心因素,风冷流道长度流向距离越短,热管理作用效果越好,其中,在风速5 m/s时,短风道布局的方案二(电池横向排列+中部拓宽风道)较方案一(电池纵向布局+长直风道)电池均温低2℃左右,仅入口流通盲区存在局部温度积聚;风冷流速的调控作用同样显著,风冷流速增大可降低电池平均温度和电池间温差,但不改变各电池的温度分布形态,对于横向风道布局而言,当风冷流速增大时,各电池的温度均匀性有了大幅改善,这源于流道长度与风冷热沉的协同作用。本研究明确了流道长度优化、入口布局设计及流速调控的核心优化方向,为大容量风冷式电池箱热管理系统的设计优化提供了理论支撑与工程参考,助力提升储能系统运行安全性与经济性。  
      关键词:风冷热管理;储能电池;流动传热;试验测量;数值分析   
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      更新时间:2026-08-26
    • 融合小波与MS-TCN的锂电池热失控自适应预警

      吴文进, 沙晗, 郑鹏贤, 詹文法, 吴晶
      2026, 15(8): 3143-3152. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0019
      摘要:针对锂离子电池热失控早期微短路(ISC)信号极易被动态负载与环境噪声掩盖,以及传统固定阈值法在复杂工况下面临严重“报警疲劳”与漏报的难题,设计并验证了一种融合小波特征增强、多尺度时域卷积网络(MS-TCN)与自适应阈值的早期预警方法。首先,分析了微短路演化过程中的多维物理特征,针对初期电压跌落特征不明显的缺陷,构建了物理信息增强的特征工程;选用具有二阶消失矩与良好平滑性的db4小波基,对电压信号进行3层离散小波分解,通过提取高频细节能量并耦合表面温度趋势,显著增强了微弱故障信号在强噪声背景下的信噪比。其次,构建了基于指数增长膨胀因果卷积的MS-TCN架构,利用其线性计算复杂度与超大感受野优势,替代传统LSTM网络,实现了对电压秒级瞬态突变与温度分钟级热积累趋势的并行捕捉,建立了高精度的电池正常行为预测基准。进而,提出了基于指数加权移动平均(EWMA)的自适应决策策略,摒弃固定阈值,根据预测残差的实时统计特性动态调整报警边界(灵敏度系数k=3),实现了对异常的连续性判定。实验结果表明:基于欧盟JRC感应加热热失控数据集的验证显示,该方法在同构软包电池上的F1分数高达0.9784,平均提前预警时间约为29 s;与Transformer及CNN模型相比,F1分数分别提升了8.68%和9.15%,且计算效率更高。研究还发现,在跨封装类型(软包迁移至圆柱)的少样本场景下,本方法仍保持0.9554的F1分数与零误报率。结论指出,本方法摆脱了对电流传感器的依赖,有效解决了宽温域工况下误报与漏报难以平衡的问题,为电动汽车与储能电站的安全监控提供了高鲁棒性的解决方案。  
      关键词:热失控预警;早期异常检测;多尺度时域卷积网络;小波变换;自适应EWMA阈值   
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      更新时间:2026-08-26
    • 基于TPE贝叶斯算法的动力电池滴落接触式液冷流道优化

      查云飞, 李周达, 韩丹丹, 弓栋梁, 薛伊诺
      2026, 15(8): 3153-3171. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0169
      摘要:针对大模组动力电池滴落接触式液冷系统中长供液流道压降累积导致的孔间流量失配问题,提出一种基于树状帕森估计(TPE)贝叶斯算法的变结构流道优化方法。建立一维流体网络/热-电耦合模型,通过定水头溢流稳压试验标定低雷诺数条件下滴落孔流量系数Cq与雷诺数Re的关系,拟合模型判定系数R2均大于0.97;水力模型验证中,代表孔位流量仿真值与实验值的相对误差均控制在5%以内,说明模型能够较准确描述微压头条件下沿程阻力与孔口节流的耦合分配过程。针对分段数、分段边界和分段孔径耦合变化的优化问题,将设计变量组织为树状条件参数空间,并引入离散孔径投影、整数孔位修正、孔径单调补偿约束和工程可制造性筛选准则,形成多孔流道变结构优化流程。结果表明,在预设的1.2~1.8 mm离散孔径约束下,纵向单侧供液54孔方案受长流道压降累积限制,低流量端最差不均匀度为6.18%,难以满足小于5%的工程约束;将孔径搜索范围扩展至1.0~2.0 mm后,纵向方案虽可通过统一1.0 mm小孔将最大平均流量不均匀度降至4.86%,但会增加堵塞风险、加工误差敏感性和泵压需求。横向单侧供液42孔方案优化后收敛为1.4(1-12孔)-1.5(13-26孔)-1.6(27-42孔) mm三段式递增孔径结构,全流量范围内最大不均匀度为4.96%,常用流量段约为2.80%。与遗传算法和粒子群算法相比,TPE在相同评价预算下成功率达到100%,平均首次获得可行解所需评价次数为32.8次,表现出较好的搜索稳定性和样本利用效率。2 C恒流放电工况下,优选方案将电池包最高温度控制在37.5℃以下,最大温差为0.65℃;动态电流-流量边界验证中,温度最大相对误差为4.92%,测点孔位累计出流量最大相对误差为4.55%,动态代表流量点实验最大不均匀度为3.49%,实验最大电池间温差为1.56℃。结果说明,横向短流道与分段孔径补偿设计能够兼顾流量均匀性、热均匀性和制造可实现性。  
      关键词:滴落接触式液冷;动力电池热管理;TPE贝叶斯优化;流量均匀性   
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      更新时间:2026-08-26
    • 齐长鑫, 王刚, 王营超, 尹少武, 李旻扬, 童莉葛
      2026, 15(8): 3172-3181. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0286
      摘要:针对新疆哈密地区某5800 m2办公楼太阳能耦合辅助热源供暖系统存在运行能耗高、供热温度波动剧烈、极端天气下热保障能力不足的问题,开展了性能评估与策略优化研究。结合工程实践中受屋顶结构载荷限制,实际蓄热水箱(5 m3)远低于理论设计值(24.64 m3)的约束条件,提出了一种集成集热侧动态温差控制与供暖侧分季节自适应变供温的运行策略优化方案。通过构建25000 kg/h大流量循环模式,将建筑围护结构转化为主动蓄热主体,以弥补小容积水箱的调蓄缺陷。集热侧遵循10℃启动、2℃关闭的逻辑,供暖侧则依据室外气温时序特征划分为五类特征模态进行自适应调节。利用TRNSYS程序对优化系统进行仿真模拟验证,同时针对空气源热泵在极端环境下性能系数(COP)非线性衰减特性,将电加热功率由195 kW增补至255 kW。经安全核算,在极端工况辅助热源全功率开启时,既有525 kVA变压器负载率为81.5%,处于安全运行区间,无需增容改造。结果表明,系统实现了供热功率和建筑负荷的时序精准匹配,供暖季总能耗降低13.29%,年运行成本节约12.58%,极端工况最低供水温度稳定在35℃以上。该研究为严寒高辐照地区在有限边界约束下的系统升级提供了量化参考。  
      关键词:TRNSYS;联合供暖系统;运行成本;多源互补   
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      更新时间:2026-08-26
    • 盐穴采出氢的净化提质工艺构建及模拟

      韦晶晶, 齐随涛, 程光旭, 周振华, 杨嘉聪, 高继峰
      2026, 15(8): 3182-3188. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0320
      摘要:盐穴储氢是实现大规模、长周期储氢的重要技术途径,但采出气中常含有CO2、H2S、H2O、CH4和N2等杂质,导致采出氢纯度难以满足氢燃料电池行业对氢气纯度的严格要求。因此本研究提出了“净化-提质”集成工艺路线,并采用Aspen Plus对不同工艺路线进行了模拟与优化。净化阶段分别采用乙醇胺(MEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)化学吸收脱酸工艺以及三甘醇脱水(TEG)和低温分离脱水工艺;提质阶段分别采用膜分离、变压吸附和有机液储放氢(LOHC)提质工艺对净化后的氢气进行深度提纯,并对膜分离及有机液储放氢提质在模拟工况下进行了实验可靠性验证。模拟结果表明,净化单元可将氢气纯度由95%提升至99%,其中MDEA吸收法和低温分离法在能耗及技术经济性方面分别优于MEA吸收法和三甘醇脱水法。三种提质工艺均可将氢气纯度进一步提升至99.99%以上,膜分离及有机液储放氢提质实验结果证实了模拟结果的可靠性。提质工段的变压吸附工艺氢气回收率最高且能量负荷最低,膜分离工艺能耗主要集中在压力输送设备,有机液储放氢提质工艺受脱氢吸热反应影响能耗最高。综合比较不同净化与提质组合工艺后发现,“MDEA吸收-低温分离-变压吸附”工艺路线综合性能最优。  
      关键词:盐穴采出氢;净化;提质;工艺;模拟   
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      更新时间:2026-08-26
    • 张志伟, 闫闯, 陈常念, 于泽庭, 邢子义, 韩吉田, JEN Tien-Chien
      2026, 15(8): 3189-3202. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0369
      摘要:针对传统液氢加氢站气化过程存在的冷能浪费严重、热力学效率低等问题,提出液氢加氢站与质子交换膜燃料电池耦合的离网能量综合利用系统。该系统以多能流梯级利用为核心,通过匹配储冷工质相变温度,构建了深冷、中冷与低温三级梯级回收架构。在保障液氢气化及稳定供应的基础上,利用有机朗肯循环实现发电,并通过蓄冷工艺达成液氮与干冰的高价值联产。采用Aspen HYSYS对上述系统进行了建模与仿真验证,并结合人工神经网络与非支配排序遗传算法进行了多目标优化,结果表明,在全局最优决策点下日处理量为1 t的液氢加氢站系统㶲效率、能量效率、净输出功率分别为59.63%、88.97%、154.87 kW,不仅实现了179.97 kg/h液氮与89.69 kg/h干冰的高效联产,还输出了约132 kW的有效电能。经济性分析进一步显示,当液氢到站价为39.89 CNY/kg,氢气售价为61 CNY/kg时,系统投资回收期为6年,最高可使加氢价格降低21.77%,与传统加氢站和现有冷能回收方案相比,实现了能量效率、联产效益及运行安全性的提升。  
      关键词:氢;有机朗肯循环;燃料电池;神经网络;二氧化碳;冷能回收   
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      更新时间:2026-08-26
    • 区域电力系统中储能机组容量配置研究

      耿志浩, 徐玉杰, 沈昊天, 周学志, 陈海生
      2026, 15(8): 3203-3218. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0216
      摘要:储能是实现可再生能源大规模消纳和构建新型电力系统的关键支撑技术,但储能技术在电力系统中的容量配置及调度运行仍是目前要解决的关键问题。因此,本研究首先构建了以系统总经济成本最小为优化目标的储能双层容量配置模型,并建立了年时间尺度优化调度模型;其次在不同可再生能源渗透率场景下,开展储能机组的最优容量配置;最后开展了电力系统年时段尺度的优化调度。研究结果表明:随着可再生能源渗透率从25.3%提高到57.6%,抽水蓄能、压缩空气储能和锂电池储能的最优配置容量均显著提升;锂电池储能占比由47.0%下降到28.6%,电力系统更加依赖于长时储能的能量搬移与削峰填谷能力;储能机组优化调度全年情景下,抽水蓄能机组额定功率运行小时数更多,运行时段也更加集中,而压缩空气储能机组变工况运行情况更加明显。该研究为未来高比例可再生能源电力系统的储能容量优化配置与经济运行调度提供了参考。  
      关键词:区域电力系统;容量配置;调度优化   
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      更新时间:2026-08-26
    • 面向新型电力系统的电网侧储能配置与协同运行策略

      杨扬, 綦陆杰, 赵普, 梁啸林, 杨慎全
      2026, 15(8): 3219-3221. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0664
      摘要:为应对高比例新能源接入给新型电力系统带来的稳定运行挑战,电网侧储能的科学配置与高效运行至关重要。本文围绕电网侧储能的规划与运行问题展开研究,在配置层面,建立了以全生命周期成本效益最优为目标的储能选址定容模型,兼顾系统调峰、调频及可靠性需求。在运行层面,设计了一套源-网-储-荷协同的多时间尺度运行策略,实现了储能与系统内其他资源的灵活互动与优化调度。仿真结果表明,所提出的配置与协同运行方法能够有效提升系统对风电、光伏的消纳水平,增强电网稳定性,并带来显著的经济效益,为新型电力系统中电网侧储能的应用提供了可行的解决方案。  
      关键词:新型电力系统;电网侧储能;优化配置;协同运行   
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      更新时间:2026-08-26
    • 电力操作系统断路器储能电机的运行监控技术

      赵丽萍, 何黎, 李蕊睿, 王岩鹏, 孙丽娜
      2026, 15(8): 3222-3224. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0667
      摘要:目前国内智能化电站数量激增,断路器可视化需求紧迫。但是因为其经常处于高频启动和强磁环境下,很容易出现储能问题,进而引发电网故障。对此,本文首先梳理了近代断路器储能电机监控技术的发展脉络,详细分析了各类监控方法的优缺点,然后分析总结了监控电气参数和机械参数,包括各类参数的监测方法,最后综述了基于三层两网体系的储能电机监控设备结构。通过分析研究可以肯定,高效可靠的监控技术可以有效捕捉储能电机的运行问题,实现故障预警,对电网电力系统的稳定发展具有重要意义。  
      关键词:电网;断路器;储能设备;监控   
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      更新时间:2026-08-26
    • 齐傲, 刘敬樟, 黄玉, 宋国良, 朱建国, 刘玉华, 吕清刚
      2026, 15(8): 3225-3243. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0280
      摘要:在“双碳”目标引领与高比例新能源并网的新形势下,燃煤电厂向深度灵活调峰转型已成为保障电力系统安全稳定运行、提升新能源消纳能力的关键举措。高温固体颗粒储热技术凭借储热密度高、温度适配范围广、成本低廉等优势,成为耦合燃煤电厂机组实现热电解耦、提升调峰能力的重要技术路径。本文系统综述了高温固体颗粒储热耦合燃煤机组深度灵活调峰技术的研究进展:首先梳理了天然矿物、人工合成陶瓷、工业固废衍生材料三类储热介质的特性与研究现状,总结了固定床、移动床、流化床等反应器的技术特点与应用场景;其次分析了煤粉锅炉与循环流化床锅炉在快速变负荷、低负荷稳燃等方面的调峰技术突破;进而聚焦国内外典型示范项目,阐述了该技术在工业用能、电网调峰、民生供暖等场景的工程应用成效;最后指出未来需从高温材料性能优化、系统协同集成、产业标准完善与规模化示范推广三方面突破。高温固体颗粒储热耦合燃煤电厂深度灵活调峰技术的成熟与推广有望为燃煤电厂低碳转型提供重要支撑,为新型电力系统建设与“双碳”目标实现奠定坚实基础。  
      关键词:高温固体颗粒储热;燃煤机组;深度灵活调峰;新能源消纳   
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      更新时间:2026-08-26
    • 谢宇轩, 高齐, 宋渤
      2026, 15(8): 3244-3261. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0348
      摘要:随着新能源与智慧化技术的不断发展,压缩空气储能智慧场站对盐穴储气库监测的需求也与日俱增,然而目前相关的系统性研究较为有限。本文充分借鉴火电、油气开采等领域的成熟经验,以盐穴储气稳定性影响因素为切入点,围绕盐穴温度与压力、气体注采参数、盐岩蠕变及损伤3个方面,系统总结了各项监测内容的必要性、工作原理及技术研究进展,重点分析了多种现有主流与新兴技术在盐穴监测情境下的适用性,并提供了针对性的工程应用方案。通过综述现有研究与可行方案,为盐穴储气库监测的多维度立体化监测网络发展提供理论指导。  
      关键词:压缩空气储能;智慧场站;盐穴储气库;监测技术   
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      更新时间:2026-08-26
    • 电动汽车动力电池组评估测试平台的设计研究进展

      赵建华
      2026, 15(8): 3262-3264. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0672
      摘要:动力电池组作为电动汽车的核心动力能源,可直接决定整车运行可靠性,其评估测试平台是实现动力电池质量管控的关键载体。在新能源汽车行业高速发展的背景下,传统的电池测试平台已经难以满足多场景测试需求,一体化的全场景测试平台成为了当下研究的核心方向。本文梳理了电动汽车动力电池组评估测试平台的设计基础,总结了国内外研究现状,并探讨了测试平台设计时面临的挑战,最后对其未来发展趋势进行了展望,为我国动力电池组评估测试平台的优化设计提供理论参考。  
      关键词:动力电池组;评估测试平台;性能测试;设计进展   
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      更新时间:2026-08-26
    • 基于储能技术的铁路新型牵引供电关键技术研究

      刘雨欣, 贾豪威, 周敏
      2026, 15(8): 3265-3267. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0668
      摘要:“双碳”战略目标下,节约铁路交通能源消耗、优化供电系统成为能源结构调整的主要发展方向。传统铁路牵引供电系统存在可再生能源接纳能力不足、再生制动能量浪费等问题,对于公共电网的冲击难以得到有效控制。为实现铁路牵引供电系统的升级换代,针对基于储能技术的铁路新型牵引供电关键技术展开研究。分析提出了适用于铁路牵引供电的储能技术,并分析了基于储能的铁路牵引供电系统关键技术研究进展,进而在总结当前研究所面临挑战的同时,展望其未来发展方向。  
      关键词:储能技术;铁路牵引供电;电化学储能;机械储能   
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      更新时间:2026-08-26

      储能测试与评价

    • 锂离子电池组分层均衡控制系统研究

      李艳波, 赵一安, 卢盼, 常悦, 刘天喜, 陈昊, 陈俊硕
      2026, 15(8): 3268-3279. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0234
      摘要:为了解决传统单层单电感均衡系统均衡效率低的问题,提出了一种面向串联电池组的分层均衡系统。该系统基于开关电感型均衡拓扑构建内层均衡电路,并在此基础上通过电感电容谐振电路实现组间各串联电池小组之间的能量转移,同时借助电感缓冲电路减小开关管开断时对电池组的冲击。在此基础上以电池组中各电池的荷电状态作为均衡目标参数,通过内、外层均衡电路分别进行电池组内和组间的均衡,以实现各单体电池以及电池小组之间的均衡。通过Simulink进行仿真,并与传统的单层单电感均衡系统进行对比。仿真结果表明,分层均衡系统在电池组静置、充电和放电工况下的均衡效率分别提升了15.0%、14.5%和16.4%;其中内层组内均衡方法可在3 s内完成小组内各单体电池的均衡,而外层组间均衡方法在静置、充电及放电工况下,针对电池组可在11 s内实现组间均衡。该系统能够有效实现电池组荷电状态的一致性均衡,且有效地避免了传统单层单电感均衡系统在电池数量较大情况下均衡速度较慢的缺陷。  
      关键词:锂离子电池;不一致性;主动均衡;分层均衡;荷电状态(SOC)   
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      更新时间:2026-08-26
    • 一种基于不一致性特征融合的电池组健康状态估计方法

      齐洪峰, 吴祖正, 张珺玮, 任坤华, 张言茹
      2026, 15(8): 3280-3293. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0281
      摘要:锂离子电池组健康状态(state of health,SOH)的准确估计对于保障电池安全可靠运行至关重要,本研究提出一种考虑复杂不一致性影响的电池组健康状态估计方法。该方法从电池原始充电时序数据与容量增量曲线中挖掘反映电池组单体不一致性演变规律的表征信息,结合相关性分析完成冗余特征剔除,筛选出核心不一致性特征,构建融合片段充电时序特征与单体不一致性标量特征的电池组健康表征体系。提出了一种Transformer编码器与多层感知机相结合的双分支SOH估计模型,实现时序特征与标量特征的有效融合。依托经过实测数据校验、精度可靠的电池组数字孪生仿真平台,构建了覆盖完整健康区间的仿真样本数据集完成模型训练与初步测试。结果表明,所提模型在测试集上表现出较高的SOH估计精度,均方根误差小于1%。进一步在两组不同不一致性、不同健康状态的实测电池组数据上开展了模型迁移验证,SOH估计绝对误差小于2%。通过特征消融研究进一步验证了不一致性特征的引入与特征融合策略能够显著提升模型的SOH估计精度与可靠性。  
      关键词:电池组;健康状态;不一致性;特征融合;容量增量曲线   
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      更新时间:2026-08-26
    • 王明深, 袁晓冬, 宋爽, 潘益, 李福, 唐西胜
      2026, 15(8): 3294-3301. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0157
      摘要:三元锂电池以其高能量密度优势在电动车市场占据主导地位,而当前电池低温充放电的寿命及安全问题日益突出。由负极析锂引起电池内部活性锂损失、活性材料损失、固体电解质(SEI)膜增厚,电池寿命显著降低,同时沉积的锂金属电化学活性高、锂枝晶的形成使得电池存在安全隐患。通过开展低温充放电及容量矫正实验,研究三元锂电池在0℃、-10℃下充放电前后的容量衰减特征。进一步,利用无损的弛豫电化学阻抗谱法,研究了不同初始荷电状态(SOC)下的析锂情况,具体地,在恒压恒流充电过程中,每间隔固定SOC测试两次弛豫电化学阻抗谱,利用三元锂电池去极化过程快、电化学阻抗谱结果稳定的特点,通过提取中低频转折点电阻Rd突降趋势,判断恒流恒压充电过程的析锂SOC区间。最后,通过事后拆解及扫描电镜测试进行了验证。研究得出,使用电荷转移与扩散的转折点电阻在充电弛豫过程的变化作为析锂检测关键参数,可以较好地对三元锂电池在不同SOC下进行析锂诊断,该方法具有参数获取直接、分析流程简洁的优势。对于本实验电池,以0℃、0.5C倍率、5% SOC间隔充电工况下,析锂对应的SOC判定区间为29.1%~59.4%,与弛豫1 h的准稳态结果相比,弛豫0.5 h测得的中低频转折点电阻Rd最大降幅接近50%。三元锂电池在低温充电过程中的恒流到恒压转换阶段更容易析锂,本研究为三元锂电池充电优化及延寿提供了新的视角。  
      关键词:三元锂电池;低温老化;析锂检测;弛豫阻抗;电化学阻抗谱   
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      更新时间:2026-08-26
    • 基于弛豫电压低频特征的锂电池容量在线评估方法

      彭湃, 杨毅, 曹学彬, 周琦, 李凯, 喻建瑜, 王红军, 徐成梅
      2026, 15(8): 3302-3312. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0226
      摘要:锂离子电池容量的准确估计是电池健康管理的核心环节,对保障电池系统安全运行、识别潜在失效风险具有重要意义。然而,现有容量估计方法依赖特定充放电条件、仅使用简单统计特征,且缺乏对新样本的快速适应能力,导致预测精度与泛化能力受限。针对这些问题,本研究提出了一种基于弛豫电压低频特征的锂离子电池容量在线评估方法。该方法通过对电池弛豫电压信号进行离散小波变换,提取能量、熵和标准差等低频特征。在此基础上,采用增量支持向量回归实现新样本的在线更新,并结合粒子群优化对超参数进行自适应调整,显著提升了模型的预测精度与稳定性。实验结果表明,与传统统计特征方法及多种主流机器学习模型相比,本方法在估计精度与鲁棒性方面均具备显著优势,平均绝对百分比误差为0.58%,在多样化工况新样本接入时误差仍能保持在2%以下,表现出良好的泛化能力与快速适应性能。本研究为电池容量高精度在线估计提供了有效技术方案,也为复杂应用场景下的电池健康管理和寿命预测奠定了基础。  
      关键词:锂离子电池;弛豫电压;离散小波变换;容量评估;增量支持向量回归;粒子群优化   
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      更新时间:2026-08-26
    • 内蒙古电化学储能安全管控体系研究与实践

      太玉鑫, 岳鹏飞, 王文国, 乌达巴拉, 李雨佳
      2026, 15(8): 3313-3323. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0302
      摘要:在我国能源结构转型与新型电力系统建设进程不断推进的背景下,电化学储能产业已逐步发展成为支撑我国新型电力系统高效构建与稳定运行的关键基础设施之一。然而,伴随着电化学储能产业的快速迭代升级和装机规模的持续扩大,全球范围内电化学储能安全事故频发。内蒙古作为我国重要的新能源基地,2025年电化学储能新增投运装机位列全国首位,已成为保障该区域电网稳定运行、推动新能源资源高效消纳与合理利用的重要支撑力量。但内蒙古受地域极端环境的影响,电化学储能安全风险逐渐显现。基于此,构建一套与内蒙古地区地域特点、环境条件及发展需求相适应的电化学储能电站安全管控体系迫在眉睫。本研究对近年来国内外储能电站安全风险评估体系的相关指标进行系统归纳,首次形成具有内蒙古特色的电化学储能安全风险辨识清单,采用层次分析法建立适配内蒙古地区的“技术-管理”双维度、“目标层-准则层-指标层”三级量化评价模型,进而首次构建充分适配内蒙古极端环境的电化学储能全生命周期安全管控体系。进一步通过区域典型储能电站实践,论证本研究成果的可落地性和有效性。成果可推广至我国西北、东北等高海拔、极端低温、风沙频发及生态敏感的新能源富集地区,为当地电化学储能安全管控提供重要参考。  
      关键词:电化学储能;安全风险辨识;层次分析法;全生命周期;安全管控体系;极端环境   
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      更新时间:2026-08-26
    • 融合REMD-NHITS与KDE的锂离子电池健康状态退化预测

      姬钰培, 吴康佳, 袁泽宇, 闫俊义, 崔方舒, 乔钢柱
      2026, 15(8): 3324-3340. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0340
      摘要:锂离子电池健康状态(state of health,SOH)的准确预测对于保障储能系统安全稳定运行具有重要意义。为突破现有锂离子电池SOH预测方法在精度上的局限,提出一种融合鲁棒经验模态分解(robust empirical mode decomposition,REMD)、时间序列神经层次插值(neural hierarchical interpolation for time series,NHITS)模型与核密度估计(kernel density estimation,KDE)的锂离子电池SOH退化预测模型。该方法从锂离子电池退化数据中提取可有效表征电池SOH退化规律的健康因子(health indicator,HI),采用REMD对HI实施自适应分解以获取多个分量;在各分量上分别构建NHITS预测模型进行独立预测,最终通过分量重构得到电池SOH点预测结果。在此基础上,引入KDE对点预测误差分布进行概率建模,建立REMD-NHITS-KDE区间预测框架,实现SOH预测不确定性的量化表征与区间估计。以CALCE数据集电池和NASA数据集电池为实验对象,实验结果表明所提方法在点预测任务中优于NHITS、NBEATS和REMD-NBEATS等模型,平均绝对误差低至0.0047,决定系数提高至99.98%;在区间预测中兼顾了覆盖率与区间宽度,表现出较好的可靠性与实用性。  
      关键词:锂离子电池;健康状态;NHITS模型;鲁棒经验模态分解;核密度估计;区间预测   
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      更新时间:2026-08-26
    • 混合储能的孤岛直流微电网运行协调控制策略

      吕东, 汪渊, 王红野, 何俐, 杨文婧
      2026, 15(8): 3341-3343. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0670
      摘要:针对传统光伏台区被动防孤岛保护技术存在检测缺陷和电阻扰动冲击问题,分析综述了一种新型混合储能下孤岛直流微电网运行调控策略。首先搭建含光伏、混合储能、SVG防孤岛单元的直流微电网拓扑,依托蓄电池与超级电容分层功率控制,平抑电网高低频功率波动,结合动态下垂控制稳定母线电压。同时采用微电流主动扰动辨识技术,消除传统孤岛检测盲区,通过故障防护、检修破除双工况自适应控制,构建被动与主动结合的双重防孤岛体系。该策略有效提升了孤岛微电网运行稳定性与台区防孤岛防护可靠性。  
      关键词:混合储能;直流;调控;反孤岛   
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      更新时间:2026-08-26
    • 硬碳负极材料的掺杂改性及其储钠性能

      金磊, 王欣茹, 李文倩, 王春婷, 张维民, 杨乃涛
      2026, 15(8): 3344-3355. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0437
      摘要:受锂资源储量有限及储能市场需求快速扩张的双重驱动,钠离子电池(SIB)凭借低成本、高安全性等突出优势为新型储能本体技术多元化发展提供了重要解决方案。硬碳(HC)是目前SIB负极的最优候选材料,且已实现初步商业化应用。然而,其普遍存在首次库仑效率低、可逆比容量较低(约300 mAh/g)、离子迁移动力学缓慢等关键瓶颈。针对上述问题,本研究采用高电负性氟元素掺杂改性策略,以四氟对苯二甲酸(TFA)为氟源,通过简单的高温碳化与复烧工艺制备了一系列酚醛树脂衍生的氟掺杂硬碳负极材料(FHC),系统探究氟掺杂对硬碳微观结构及储钠性能的影响。研究表明,氟掺杂可有效调整碳基质的层间距、缺陷及闭孔结构,增加材料表面及体相储钠活性位点,加快迁移动力学,从而优化电化学储钠性能。电化学测试结果显示,当HC与TFA质量比为1∶2、二次煅烧温度为600℃时,电极在20 mA/g的电流密度下所获得的首次库仑效率高达92.61%,可逆比容量为354.64 mAh/g,在500 mA/g的大电流密度下仍可稳定循环800次以上。  
      关键词:钠离子电池;硬碳;氟掺杂;储钠性能;结构调控   
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      更新时间:2026-08-26
    • 宋春雨, 李勇, 穆文一, 李凯明, 智楠, 马素霞
      2026, 15(8): 3356-3365. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0266
      摘要:针对寒冷地区空气源热泵低温工况下制热性能衰减、压缩机排气温度偏高、系统稳定性不足等问题,本研究搭建准二级压缩耦合储能装置空气源热泵实验系统,设置主路制冷剂经蓄热器过冷的模式A与主路制冷剂不经蓄热器过冷的模式B,开展两种储能参与方式的对比实验。在-25℃、-15℃、-5℃环境温度下,系统测试制热量、COP、压缩机运行参数、制冷剂流量分配、㶲效率及变负荷稳定性。结果表明:与模式A相比,模式B在-25℃、-15℃、-5℃工况下制热量分别提升2.93%、2.14%、15.01%,COP分别提升9.39%、5.60%、6.53%;-25℃时排气温度与排气压力分别降低28.5℃、0.24 MPa。制冷剂分配显示,模式B可将更多制冷剂分配至经济器与蓄热器补气支路,经济器补气流量提高32.81%~49.18%,蓄热器补气支路流量提高33.84%~38.76%,低温补气强化效果更显著。㶲分析表明,模式B总㶲损失分别降低10.31%、4.89%、3.48%,㶲效率分别提高5.91%、1.90%、8.79%,且在-25℃变负荷条件下运行稳定。研究表明,储能装置参与方式显著影响系统低温性能与热力学特性,取消主路过冷环节的模式B可减小流动阻力与不可逆损失,优化制冷剂分配,提升低温适应性与综合运行性能,可为严寒地区空气源热泵系统优化设计提供实验依据与技术参考。  
      关键词:储能装置;空气源热泵;低温性能;制冷剂分配;㶲效率;变负荷   
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      更新时间:2026-08-26
    • X射线断层扫描技术在电池失效分析中的应用

      许厚德, 封文聪, 陈伟, 罗雯
      2026, 15(8): 3366-3381. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0192
      摘要:随着新能源汽车与便携式储能设备的快速迭代,高安全、长寿命电池成为产业研发核心,而内部缺陷引发的失效问题是制约其性能升级的关键瓶颈。传统破坏性检测难以兼顾试样完整性与动态过程捕捉,无法满足失效机理精准解析的需求,需要高效无损可视化技术提供支撑。本文聚焦X射线CT高精度无损成像技术,阐述其在电池失效分析中的应用机制,包括在不破坏电池的前提下,通过二维断层切片或三维模型呈现内部结构及缺损状况,完成电极界面剥离、活性物质团聚等缺陷分析与内层微观尺寸精准测量。同时重点介绍其在锂电池(过充过放、高低温工况)与水系电池(枝晶生长、析气副反应)等典型场景下的失效检测应用,通过动态追踪缺陷萌生扩展过程,构建缺陷演变与性能衰减的关联机制。最后,本文归纳了X射线CT技术的核心优势与应用价值,展望了多表征联用、智能化分析、标准化与产业化落地的核心发展方向,为高安全长寿命电池的研发与产业应用提供理论与实践支撑。  
      关键词:X射线断层扫描技术;电池;失效分析;三维成像   
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      更新时间:2026-08-26
    • 大规模储能电站运行数据收集与分析平台建设

      任继明
      2026, 15(8): 3382-3384. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0666
      摘要:大规模储能电站是现代电力系统的重要支撑,其运行数据的分析整理是电站智能化运维和安全运行的保障。目前,储能产业正不断向规模化和智能化转变,运行数据分析平台也在不断升级。本文从储能电站数据收集分析平台的内部结构入手,对平台建设工作进行综述。本文首先阐述了目前储能电站分析平台的研究趋势,在此基础上罗列了现阶段平台的关键支撑技术,最后详细分析了储能电站运行数据收集分析平台的建设结构,期望可以为后续电站运维效率和安全水平提升,以及大规模储能电站设计研究提供一定参考。  
      关键词:储能电站;运维;安全性;数据   
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      更新时间:2026-08-26
    • 不同应用场景下超级电容储能经济性对比研究

      司婉茹, 司浩楷
      2026, 15(8): 3385-3387. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0655
      摘要:超级电容储能具有高功率密度、长循环寿命和快速响应特性,在不同应用场景下的经济性存在显著差异。为明确超级电容储能的最优应用场景,本文构建全寿命周期成本与收益测算体系,分别对电网调频、轨道交通和工业削峰填谷三大典型场景开展经济性核算,通过横向对比各场景投资成本、收益水平与回本周期差异,分析超级电容储能的场景适配特性并提出相应建议,研究结果可为超级电容储能的场景化推广及商业化应用提供参考。  
      关键词:超级电容储能;全寿命周期;经济性测算;适配性分析   
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      更新时间:2026-08-26

      储能学科建设

    • 储能科学与工程专业人才培养国际化模式与实践探索

      朱蕤, 于琦, 李靓, 刘臣臻, 刘新健, 乔羽, 饶中浩
      2026, 15(8): 3388-3396. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0298
      摘要:在全球能源转型与我国“双碳”战略目标的双重驱动下,储能产业呈现快速发展与国际化加速的趋势,但储能科学与工程专业人才培养的国际化水平与产业实际需求之间的差距日益突出。本文以储能科学与工程专业为研究对象,回顾了其国际化人才培养的发展脉络,阐述了其在培养理念、师资队伍、育人环境及教育内容四个方面的核心特征。基于对部分高校培养方案的调研,从培养目标、课程体系、实践教学等维度分析国际化培养的具体体现,总结河北工业大学及国内顶尖高校的实践经验,比较了不同模式的优势与适用条件。分析了当前存在的课程体系与国际前沿对接不足、师资国际化水平有待提高、国际合作深度有限等问题。提出了构建国际化导向的课程体系、加强国际化师资队伍建设和强化政策支持与顶层设计的对策建议,为储能科学与工程专业国际化人才培养提供参考。  
      关键词:储能科学与工程;国际化;人才培养;专业建设   
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      更新时间:2026-08-26
    • 卢学毅, 卢侠
      2026, 15(8): 3397-3404. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0446
      摘要:锂电池产业已成为粤港澳大湾区打造世界级产业集群的战略重点。该产业具有学科交叉和迭代快速的特点,涉及材料、电化学、机械、人工智能等领域的深度融合,传统单一学科的人才培养模式难以满足产业对复合型创新人才的迫切需求。新工科理念强调学科融合与产学研协同,为工程教育改革指明了方向。本文围绕大湾区锂电池产业创新型人才自主培养路径展开研究。基于产业现状分析,揭示了当前人才在学科交叉融合、原始创新和工程实践能力等方面的短板。研究发现,现有人才培养体系面临三重困境:一是学科壁垒割裂了知识的有机衔接;二是产教脱节,培养方案与产业前沿需求存在结构性错位;三是评价体系单一,难以激励面向产业难题的探索性创新。针对上述问题,本文提出“学科交叉、产教融合、科创协同、生态构建”四维培养路径:学科交叉重在构建跨学科课程体系与项目式学习平台;产教融合着力将企业研发课题融入教学,建设校企联合实验室与双导师制;科创协同以产业关键技术为牵引,实现科研攻关与人才成长深度互嵌;生态构建旨在塑造“政府引导、高校改革、企业参与、科研院所支撑”的协同育人机制。通过四维路径的系统推进,最终构建“政校企研”协同发力的育人生态,持续支撑大湾区锂电池产业高质量发展。  
      关键词:新工科;粤港澳大湾区;锂电池产业;创新型人才;自主培养   
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      更新时间:2026-08-26
    • 鲁慧娟, 党政, 曾伟国, 李泓
      2026, 15(8): 3405-3411. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0459
      摘要:全球储能产业已进入规模化、市场化、价值化并行发展的新阶段,产业高速扩张与人才供给体系滞后之间的矛盾日益突出。本文首先基于2025—2026年彭博新能源财经(BNEF)、中关村储能产业技术联盟(CNESA)、国家能源局等机构发布的权威统计数据,系统梳理了全球及中国储能产业的装机规模、市场结构与应用格局,勾勒出产业规模化爆发式增长的总体图景,并结合构网型储能、长时储能、算电协同等新兴技术方向与多元收益模式的快速落地,分析了储能产业由成本竞争转向价值竞争对人才知识结构与复合能力提出的全新要求。其次,立足我国普通高等教育与职业教育双轨并行的类型教育框架,将储能人才供给体系划分为研发创新型与技术技能型两大类型,通过文献分析与政策梳理,归纳了当前储能人才培养层次结构与专业布点现状。第三,基于对18所双一流本科院校、42所高职院校人才培养方案及实训条件的分析,以及对36家产业链上下游企业人才需求问卷与5家集团性企业深度访谈的调研数据,从结构性、前瞻性、区域性三个维度揭示了储能人才供需错配的具体表征:结构性错配表现为培养方案同质化与岗位能力需求多元化之间的错位,前瞻性错配表现为教育培养的刚性周期与产业技术的快速迭代之间的滞后,区域性错配表现为产业集聚区与教育资源空间分布之间的失衡。第四,从制度激励偏差、产教周期时差、空间布局割裂三个层面解析了错配形成的深层机理,揭示了三类因素相互叠加、持续放大的传导路径。在此基础上,本文提出构建政府统筹、行业引导、院校主体、企业支撑四维协同的储能产教融合专属体系,分别从制度供给优化、动态标准建立、培养模式变革、真实场景赋能四个维度细化实施路径。研究结论可为破解储能人才供需矛盾、完善能源领域产教融合机制、支撑新型电力系统建设与能源强国战略提供理论依据与实践参考。  
      关键词:新型储能;规模化发展;人才供需;结构性错配;产教融合;构网型储能;算电协同   
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      更新时间:2026-08-26

      超越500 Wh/kg的电池专栏

    • 聚环氧乙烷基电解质结构设计与离子传输机制研究进展

      郑肖杰, 俞尚长, 何奇霖, 董盼盼, 杨维清
      2026, 15(8): 3412-3426. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0372
      摘要:针对聚环氧乙烷基固态电解质离子电导率、机械强度与界面稳定性难以协同优化的瓶颈,本文从聚合物链段运动、离子解离-传输和界面化学的多尺度调控出发,系统评述了近年来的突破策略。在聚合物本体结构设计中,重点分析了深共晶溶剂竞争配位、离子液体限域交联网络、硫醇-烯半互穿网络耦合双盐原位富氟化锂界面,以及锂化有机纳米纤维增强等四种路径的离子传导与力学协同强化机制。在复合电解质层面,深入讨论了金属有机框架开放金属位点强配位固定阴离子、二维纳米片锚定阴离子并抑制聚环氧乙烷结晶,以及Janus界面层调控聚合物与功能填料化学相容性等策略,凝练出阴离子锚定、界面钝化与体相连续导锂的协同设计思路。针对硅碳负极界面,阐明了预浸润构建连续聚合物离子传导网络对活性材料利用率和循环稳定性的提升机理。在此基础上,提出了链段松弛、离子对解离、界面输运多级耦合调控的新观点,并展望了面向高比能全固态锂金属电池的超薄化、梯度化复合电解质结构及其连续制造技术。本综述为聚合物固态电解质的理性设计与产业化推进提供了理论指引和创新思路。  
      关键词:聚环氧乙烷;固态电解质;结构设计;离子传输机制;全固态锂金属电池   
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      更新时间:2026-08-26
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