最新刊期
2026年第15卷第9期
- 摘要：该文是一篇近两个月的锂电池文献评述，以“lithium”和“batter*”为关键词检索了Web of Science从2026年6月1日至2026年7月31日上线的锂电池研究论文，共有7014篇，选择其中100篇加以评论。正极材料的研究集中于高镍三元的掺杂改性和表面包覆，以及其在长循环过程中的结构演变等。负极材料的研究重点包括硅基负极材料制备优化、金属锂负极的制备以及界面构筑与调控。固态电解质的研究主要包括硫化物固态电解质、氯化物固态电解质和聚合物固态电解质的结构设计以及相关性能研究，电解液研究则主要包括不同电解质盐和溶剂对各类电池材料体系适配的研究，以及对新的功能性添加剂的探索。针对固态电池，正极材料的体相改性和表面包覆、复合正极制备与界面修饰、锂金属负极的界面构筑有多篇文献报道。锂硫电池的研究重点是硫正极的结构设计、功能涂层和电解液的改进，固态锂硫电池也引起了广泛注意。电池工艺技术方面的研究包括干法电极、黏结剂设计以及开发新型电池技术等。表征分析涵盖了正极材料的结构相变、锂沉积负极的界面演变等。理论模拟工作包括电解液结构预测以及锂沉积和界面形成机制。关键词：锂电池;正极材料;负极材料;电解质;电池技术16|14|0更新时间：2026-09-18
热点点评
- 摘要：为提高锂离子电池热管理系统的热工水力性能，本工作提出了一种受仿生叶脉启发的非均匀流道结构液冷板。该冷板沿冷却剂主流方向划分为入口区、过渡区和出口区3个功能区域。通过数值模拟，系统研究了分支数量、分支间距和分支宽度对冷却剂分配、温度均匀性及压降的影响。结果表明，增加分支数量所降低的压降幅度大于其引起的最高温度上升幅度。入口区采用适当的非均匀分支间距可改善冷却剂再分配，在可接受的水力代价下提升电池温度均匀性。分支宽度的影响效果与其所在区域密切相关：增大入口区和出口区的分支宽度会降低流动阻力，但削弱热性能；而适度增加过渡区宽度则可以改善温度均匀性。基于正交试验法和等权重法构建综合性能函数，确定了最优结构参数组合。在此结构下，最高温度、温差和压降分别为39.51℃、11.13℃和50.11 Pa，与原结构（Tmax=40.38℃，∆T=12.44℃，∆P=45.95 Pa）相比，优化设计的最高温度降低2.15%，温差降低10.53%，而压降升高9.05%。综上，本研究所提出的非均匀设计在仅付出中等水力代价的情况下，显著改善了电池温度均匀性并抑制了温度峰值，展现了良好的综合热工水力性能。关键词：锂离子电池;热管理系统;仿生叶脉;液冷板23|2|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：为解决单一无机、单一聚合物包覆改性对尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）正极材料的改性局限，改善其高压工况下界面失效、过渡金属离子溶出及结构坍塌等缺陷，提升循环稳定性与倍率电化学性能，本工作提出一种有机-无机双层复合包覆改性策略。采用溶胶-凝胶法制备单晶LNMO基体，通过分步改性工艺构建LiNbO3无机导电层/PMMA-Li柔性聚合物层双层复合包覆体系，结合XRD、FTIR、SEM-EDS、TEM、ICP-MS金属离子溶出定量测试及系统性电化学测试，探究无机包覆负载量与有机聚合物添加量对LNMO微观结构、界面特性及电化学性能的调控规律，确定最优改性工艺。实验结果表明：质量分数为1.0% LiNbO3无机包覆层可有效保留LNMO完整晶型，构建高效锂离子传导通道，阻隔电解液与基体直接接触，对Mn、Ni过渡金属离子溶出的抑制效率超80%；在此基础上引入0.5% PMMA-Li柔性聚合物层，可有效缓冲循环应力，填补无机包覆层微观缺陷与循环微裂纹，规避颗粒表面开裂与结构剥离问题，实现无机层高离子电导与有机层高结构韧性的协同增效。改性样品LNMO-LN1.0-P5电化学性能优异，首圈库仑效率提升至91.36%，1 C倍率下200圈循环容量保持率达98.8%，5 C高倍率下100圈循环容量保持率为99.5%；55℃高温工况下100圈循环后容量保持率可达90.38%，200圈循环后电荷转移阻抗仅为5.1 Ω，固相锂离子扩散系数较原始LNMO提升两个数量级，离子传输动力学与倍率性能显著优化。本研究明晰了LiNbO3与PMMA-Li两相协同改性机理，有效解决了高压LNMO正极界面失效与结构劣化难题，为高压尖晶石镍锰酸锂正极材料的界面改性与高性能化发展提供了可行的工艺方案与实验参考。关键词：镍锰酸锂;双层包覆;界面改性;电化学性能;锂离子电池14|3|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：为解决太阳能储热供暖系统中传统蓄热水箱热分层差、蓄热效率低、放热稳定性不足的问题，提升系统能源利用效率，本工作开展了相变蓄热水箱的结构设计、数值仿真与实验研究。首先，搭建小型相变水箱蓄热实验平台，对比相变水箱与传统水箱的蓄热性能，并利用实验结果验证数值模型。然后，设计平板形与圆环形两种相变材料（PCM）封装结构，基于验证后的数值模型开展仿真研究，对比分析两种结构在蓄热与放热工况下的性能差异，并探讨流速对放热特性的影响。实验结果表明，相变水箱的斜温层厚度较传统水箱减小10.7%，储热效率更优。数值仿真结果显示，圆环结构相变水箱的蓄热完成时间较平板结构缩短19.6%，放热时间延长13.7%；在低流速工况下，其放热持续时间达传统水箱的4.19倍，展现出更优的热分层效果与放热稳定性。本研究为高性能相变蓄热水箱的工程设计与优化提供了理论依据与技术支撑。关键词：相变水箱;蓄放热;相变材料;封装结构18|6|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：以商业化石墨为负极的锂离子电池（LIBs）的能量密度与循环稳定性仍有提升空间。石墨本体预锂化及电解液添加剂改善界面是突破石墨基LIBs性能瓶颈的最有效策略。本工作采用氟代碳酸乙烯酯（FEC）电解液成膜添加剂，通过界面动力学调控改善预锂化石墨负极的电化学性能。预锂化石墨/Li半电池中，使用基础电解液体系在0.2 C倍率经300次循环后容量保持率为43.0%（未预锂化电池仅为27.9%）。在电解液中添加1% FEC后，电池在循环600次后容量几乎没有衰减。在25℃转至0℃低温时，电池容量降幅从39.5%（不含添加剂）减少至15.7%。石墨||LiFePO4全电池中，未预锂化石墨添加1% FEC后，0.5 C循环200次容量保持率从71.6%提升至73.7%，而预锂化石墨添加1% FEC后，容量保持率从94.2%提升至97.1%。实验结果证实了FEC添加剂协同负极补锂作用可以显著提升电池的循环稳定性。因此，FEC诱导预锂化石墨负极表面形成高性能SEI膜，改善了石墨LIBs在常温和低温环境下的电化学性能，为极端环境下高能量密度LIBs的应用提供了可行的解决方案和理论支撑。关键词：锂离子电池;预锂化石墨;氟代碳酸乙烯酯;成膜添加剂;固体电解质界面膜25|4|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：钠离子电池因资源丰富、成本低廉，在大规模储能领域前景广阔。其中，层状过渡金属氧化物（LTMOs）正极材料兼具结构可调、高比容量与良好循环稳定性等优势。但其充放电过程中易发生复杂相变和不可逆氧化还原反应，导致结构退化，降低倍率性能与循环寿命。为此，引入高熵策略，通过多种元素共占过渡金属位点以提高构型熵，从而稳定晶格、抑制不利相变，并改善钠离子扩散动力学。本文聚焦层状高熵氧化物（layered high-entropy oxides，LHEOs）在钠离子电池中的创新应用，综述了其最新研究进展。首先，系统介绍了层状高熵氧化物的基本概念、晶体结构类型（如O3型、P2型等），并对比了固相法、溶胶-凝胶法、水热合成法等不同制备方法的优缺点。其次，重点综述了当前针对该类材料的多种修饰改性策略，包括元素掺杂（阳离子、阴离子掺杂）、结构设计（双相结构）、表面包覆、涂层技术以及空位工程，详细总结了各策略对电化学性能的改善效果及其核心作用机理。最后，总结了LHEOs存在的问题与挑战，包括微观机制不明确、阴离子掺杂策略单一等。关键词：层状高熵氧化物;修饰改性;作用机理;储钠性能31|25|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：锂电池石墨负极材料以其低的成本、较高的理论容量和较低的嵌锂电位等优点，被广泛地应用在各种能源领域。而石墨在快充、长循环及高低温下的界面传输及其稳定性限制了其更广泛的应用。基于此，本文分析了如今石墨负极材料发展所面临的挑战，全面系统地介绍了石墨和电解液调控对SEI界面的影响，重点从石墨负极的表界面（表面包覆、孔隙结构调控、元素掺杂）和电解液（锂盐、溶剂、添加剂）调控两方面总结了提升石墨负极在快充、长循环和高低温性能方面的有效策略。通过对石墨表面结构和电解液成分的有效调控以及后期化成工艺的优化等，构建界面保护结构、增强锂离子界面的传输、诱导形成稳定的SEI等助力性能的提升。展望未来，通过表征手段（原子级-纳米级-电极级多尺度多模态原位表征技术）、材料结构创新（高石墨化度、低膨胀、高离子扩散、掺硅/硬炭等）、界面工程优化（包覆、人造SEI、固态）及制备工艺（连续化、低成本、绿色低碳环保）的持续升级，石墨负极材料的性能将得到进一步提升，能够满足下一代动力电池对能量密度、快充能力及循环寿命的要求。关键词：石墨;SEI界面;表面包覆;电解液调控87|36|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：为满足商用电池对隔膜的性能需求，针对传统湿法聚乙烯（PE）制膜体系下PE隔膜离子电导率低、孔隙率低、电解液亲和性差、难以润湿的缺点，使用固态电解质磷酸钛铝锂（LATP）作为挤出添加剂，改善已经商业化的传统湿法PE隔膜的性能，构建了固态电解质-PE复合膜。给出了明确的工艺实施方案并提供了具体的工艺参数。此外，研究了不同添加量的固态电解质（20%、50%）对隔膜性能产生的影响，根据性能得到了最优添加量为20%，结果表明固态电解质添加量为20%时，隔膜的孔隙率由纯PE膜的45.74%提升至55.84%；且微观下隔膜的孔径更大，隔膜截面有明显的固态电解质颗粒形成占位，此外隔膜的电解液润湿性得到了提升，接触角从40.4降低到34.1；吸液率由80%提升到105%，表现出优异的物理性能。另外分别对纯PE膜、复合膜进行了离子电导率测试和电化学测试，结果表明，复合膜的离子电导率由纯PE膜的0.897 mS/cm提升到2.137 mS/cm，且复合膜的扣式电池电阻率更低，循环时间更长，倍率充放电性能更优异。关键词：固态电解质;磷酸钛铝锂（LATP）;湿法PE隔膜;离子电导率;润湿性33|7|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：锌溴液流电池（ZBFBs）因能量密度高（430 Wh/kg）、电解液活性物质来源丰富、成本低等优势，成为中长时储能领域的重要候选技术。但是，锌溴液流电池中聚溴阴离子（Br2n+1-）的跨膜穿梭会引发电解液分相产生反应死区，导致电池的实际容量持续衰减、寿命缩短。本研究采用羟乙基-β-环糊精作为溴捕获剂，利用其疏水空腔包合聚溴阴离子、亲水外壁使其在电解液中保持均相，以抑制聚溴阴离子的穿梭，开展均相溴电解液管理研究，并将其应用于锌溴液流电池中。通过DFT计算、NMR、跨膜穿梭测试以及电化学分析，系统研究了羟乙基-β-环糊精与聚溴阴离子的包合作用机制。研究发现：“疏水空腔包合”策略使得环糊精空腔与聚溴阴离子形成大体积包合物，从而有效抑制了聚溴阴离子的跨膜穿梭。将羟乙基-β-环糊精作为溴捕获剂应用于锌溴液流电池中，仅添加0.05 mol/L即可实现聚溴阴离子的高效捕获（库仑效率达94.5%），其液流电池在20% SOC时放电容量达到30.4 Ah/L，且具有优异的循环稳定性（300圈容量保持率为96.3%）。该工作为开发高容量稳定锌溴液流电池提供了有效的溴管理策略。关键词：溴捕获剂;环糊精;高容量;锌溴液流电池31|27|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：水系锌离子电池受制于锌枝晶生长与界面副反应等瓶颈，开发具有离子调控功能的纳米纤维素基隔膜是提升其循环稳定性的关键。针对现有研究中材料宏观形态多收敛于水凝胶一体化、导致分类边界混淆的痛点，本文立足于材料组装调控的“核心主导机制”，系统综述了纳米纤维素基隔膜的多维度设计策略。重点剖析了聚焦分子尺度化学键合的表面化学改性、定位于微纳尺度空间物理限域的孔道结构调控以及跨相界控制活性水的电解液-聚合物协同设计三大策略的科学内涵与差异化路径。最后，展望了该领域在规模化制备、严苛工况适应性及理性定制范式等方向的挑战与工程化前景，以期为高稳定性水系锌电池的设计提供理论参考。关键词：纳米纤维素;隔膜;水系锌离子电池;设计策略;离子传输;界面调控19|9|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：针对单罐熔盐储热系统在停机、低负荷运行或过度放热后易发生熔盐凝固并导致冷态重启困难的问题，以Hitec熔盐为储热介质，建立配置内置电加热器的三维瞬态数值模型，采用焓-多孔介质法模拟凝固熔盐再熔化过程，研究加热器数量、垂向位置及输入功率对解凝传热与储热性能的影响，并结合加热器尺度有效Rayleigh数、液相Péclet数和量纲为1的熔化速率表征传热阶段演化。结果表明，再熔化过程依次经历局部热扩散、自然对流强化和后期局部传热受限3个阶段；加热器由4组增至8组时，完全熔化时间缩短5.04%，热源空间覆盖改善，残余未熔区域减小；安装高度由400 mm提高至800 mm时，完全熔化时间增加25.98%，表明垂向位置显著影响残余固相分布及尾端熔化过程；输入功率由260 kW提高至300 kW时，完全熔化时间缩短9.65%，但归一化能量利用系数由1.000降至约0.959，说明提高功率可缩短解凝时间，但能量利用水平有所降低。研究表明，工程尺度单罐冷态重启性能不仅受热输入强度影响，还显著取决于内置热源空间配置及热量输运路径；合理优化加热器数量与垂向位置可改善液相区连通和残余固相演化，为工业热风干燥用单罐熔盐储热系统冷态重启及内置电加热器配置提供参考。关键词：熔盐储热;单罐储热;内置电加热器;凝固熔盐再熔化;自然对流;冷态重启9|7|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：针对传统凝胶聚合物电解质机械强度与离子电导率难以协同优化，且与电极界面相容性较差的问题，本工作设计并制备了一种基于半互穿聚合物网络结构的准固态电解质体系（semi-IPE）。该体系以聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDMA）与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯（PEGMA）为交联单体，构建三维交联网络骨架，以提供稳定的力学支撑与结构完整性；同时引入聚1,3-二氧戊环（PDOL）作为线性聚合物链，通过物理穿插方式嵌入网络之中。通过系统调控线性聚合物链与三维交联网络的配比（体积比分别为1∶1、2∶1、1∶2），研究不同组分比例对电解质物化性能、离子传导能力及电池性能的调控规律。结果表明，线性聚合物链与三维交联网络的配比为2∶1的半互穿聚合物电解质[semi-IPE(2∶1)]室温离子电导率可达3.65 mS/cm，电化学窗口拓宽至4.7 V以上，机械强度与柔韧性实现良好平衡。组装的LiFePO4/semi-IPE/Li锂金属电池在2 C倍率下经300次循环后容量保持率高于75%。本研究为实现力学性能与离子电导率的协同优化提供了可行策略，也为高性能准固态聚合物电解质的结构设计奠定了实验基础。关键词：聚合物电解质;半互穿;线性聚合物链;交联网络87|17|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：锂硫电池因其高达2600 Wh/kg的理论能量密度，以及硫元素储量丰富、成本低廉等优势，被视为大规模储能系统与动力电池的理想候选体系。然而，传统锂硫电池仍面临一系列挑战，尤其是可溶性多硫化物的“穿梭效应”危害严重。硫化聚丙烯腈材料的提出为这一问题的解决提供了有效方案：其环化后的聚丙烯腈骨架为本征绝缘的硫提供了导电框架，独特的共价键合S—C、S—N网络结构通过固-固转化机制，从根本上抑制了多硫化物的生成与穿梭，显著提升了电池的库仑效率与循环稳定性。本文回顾了硫化聚丙烯腈二十多年来的发展历程，系统阐述了聚丙烯腈骨架的作用机理。并从内部结构调控与外部改性修饰的双重视角，总结了主流改性策略：其一为本征结构优化，主要包括基于聚丙烯腈的分子工程设计及硫烧结制备工艺优化；其二为外源改性，重点分析碳材料引入、金属化合物修饰、杂原子掺杂及复合电极构筑等改性方法的应用效果，阐明了各类改性手段对材料导电性、反应动力学特性及电池循环稳定性的提升机制。最后，基于当前硫化聚丙烯腈正极材料的研究现状，展望了其改性技术的未来发展方向，指出将理论模拟与内外协同改性相结合是该领域极具潜力的研究思路。关键词：锂硫电池;硫化聚丙烯腈;正极;机理13|11|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：随着高能量密度、低成本和绿色制造锂离子电池发展需求的持续提升，干法电极因具有省去溶剂使用和干燥环节、工艺流程短、能耗低以及适于制备厚电极等优势而受到关注。然而，磷酸铁锂干法厚电极在高压实条件下容易形成高曲折度孔隙结构，导致电解液浸润不足、离子扩散路径延长和界面极化加剧，降低了其倍率性能与循环稳定性。针对干法磷酸铁锂厚电极中能量密度与传输动力学难以兼顾的问题，采用活性物质粒径级配策略调控电极微观结构。通过干粉混合、聚四氟乙烯原位剪切纤维化、多次辊压成膜及热压复合等无溶剂工艺，制备了粒径级配磷酸铁锂自支撑干法厚电极。形貌与结构表征结果表明，级配颗粒能够形成“大颗粒构建主体骨架、小颗粒填充颗粒间隙”的多模态密堆积结构，减少无效孔隙和局部闭塞孔，改善颗粒间接触状态并构筑连续的离子/电子传输通道。同时，小颗粒提高了局部接触面积和锚固位点密度，使聚四氟乙烯纤维在不同尺度颗粒之间形成更稳定的多点互锁网络，从而提高电极结构完整性。电化学测试结果显示，粒径级配电极在0.2 C下初始放电比容量达到161.6 mAh/g，高于单一粒径电极的150.8 mAh/g；在1 C、3 C、5 C和10 C下分别保持156.9 mAh/g、147.9 mAh/g、138.4 mAh/g和107.9 mAh/g的放电比容量，均优于对照电极。微分容量与阻抗分析表明，级配粒径电极的充放电极化电位差由0.22 V降低至0.17 V，初始电荷转移阻抗由约390 Ω降至约210 Ω，循环200圈后仍保持较低界面阻抗。在0.2 C下循环200圈后，级配粒径电极容量保持率为94.2%，明显高于单一粒径电极的81.3%。结果表明，粒径级配能够有效重塑干法厚电极孔隙网络，降低传输阻抗并提升结构稳定性，为高负载量、高动力学性能磷酸铁锂干法电极的结构设计提供了依据。关键词：干法电极;正极材料;磷酸铁锂;粒径级配;循环性能;比容量51|34|0更新时间：2026-09-18
储能材料与器件
- 摘要：质量块码放是重力储能系统运行中的关键环节，其码放方式直接影响运输路径、设备运行能耗和系统整体效率。由于重力储能系统通常需要配置大量质量块，且单个质量块质量较大，在充放电过程中频繁搬运和存放会产生较高能耗。自动导引车（automated guided vehicle，AGV）在码放区内具有较高的路径规划灵活性，适用于重力储能质量块的自动化运输与码放。然而，传统方形码放区在运行过程中容易造成AGV频繁启停和转向，导致运输距离增加、运行时间延长，并进一步降低系统能量利用效率。为降低质量块码放过程中的运输能耗，本研究提出一种扇形码放区结构，建立AGV码放过程能耗模型，并以总能耗最小为目标，采用遗传算法对质量块码放位置进行优化。以1 MWh和100 MWh重力储能系统为例，分别对方形码放区和扇形码放区在传统码放方法与优化码放方法下的码放效果进行对比分析。结果表明，遗传算法能够有效优化质量块存放位置，降低码放能耗；扇形码放区相较传统方形码放区能够减少AGV的绕行距离、启停次数和转向损耗。综合考虑码放区结构优化和码放位置优化后，扇形优化方案相较方形传统方案的综合节能率可达到20.28%～33.64%，并具有一定的工程应用价值。关键词：重力储能;优化算法;路径规划;码放区设计18|7|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：针对源荷波动下传统储能调度适应性、收敛性不足问题，本文提出基于改进TD3的多目标优化调度策略。以TD3算法为基础，引入优先级经验回放机制，构建兼顾经济性、储能损耗与电网波动的多目标奖励函数，搭建三层智能化储能调度框架。依托微电网仿真算例开展验证，结果表明，所提算法收敛速度显著提升，可降低系统运行成本、削减电网交互功率峰值，同时减少储能频繁启停损耗。关键词：TD3算法;储能系统;多目标优化0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：储热技术具有高本征安全性、大规模、低成本、长时的优势，是破解可再生能源间歇性与波动性瓶颈，构建新型电力系统的重要支撑。当前的储热系统面临着温度分布不均的难题，影响系统运行与安全性，阻碍大规模工程化应用。本文综述了温度均匀性的内涵与评价体系及温度均匀性的研究方法；从储热材料热物性、系统结构设计、运行工况调控3个核心维度，全面解析了热导率、孔隙参数、储罐、翅片结构、系统运行参数对温度均匀性的影响机制与规律。研究表明：在材料热物性优化层面，通过高导热第二相（泡沫金属、碳材料、纳米粒子等）构建高导热网络是提升温度均匀性的主流路径，在此基础上开展孔隙率与孔隙密度的梯度寻优可实现最佳温度分布。在储罐结构与翅片结构优化层面，在进行结构设计时减小由结构增加的热阻是关键。在运行参数层面，入口温度升高会加剧温度不均；流速存在阈值，适当提升可改善均匀性；底部注入有助于温度分布均匀。最后，本文指出了当前研究在多参数耦合研究、动态变工况响应等方面存在的共性瓶颈，并展望了未来在多参数协同优化、动态变工况大规模实验研究等方向的发展趋势，可为储热系统的优化设计与工程化应用提供参考。关键词：储热技术;温度均匀性;热物性参数;结构参数;运行工况24|8|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：全球范围内的资源转型，让以数字化和智能化为核心的综合能源系统成为重要发展方向。综合能源系统（IES）可以实现不同能源的互补和协同优化，有效提高了能源综合应用效率，但是面对可再生能源的间歇性和波动特征的问题有一定的局限性。电力数字化技术和储能技术凭借全要素驱动和能量转移，可以帮助综合能源系统向自适应方向转变。对此文章综述了综合能源框架下，电力数字化技术和储能技术对其的优化作用，重点分析了电力数字化技术赋能和储能技术的优化方式，探讨了二者对综合能源系统优化的内在机理模式，以期为后续研究提供一定思路。关键词：数字化;综合能源;应用效率0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：大型熔盐储罐作为钍基熔盐堆（thorium molten salt reactor，TMSR）储能与能量释放的核心设备，其抗震性能直接影响整个系统的稳定性和经济性。为明确大型高温熔盐储罐在地震荷载下的动力响应特性及简化计算方法的适用性，以TMSR系统隔离回路立式薄壁熔盐储罐为对象，分别采用弹簧-质量方法、附加质量方法和声固耦合法建立三维有限元数值模型，开展模态和地震反应谱计算，对三种抗震分析方法得到的熔盐晃动频率、储罐振动频率及抗震评定结果进行了比较。结果表明：弹簧-质量法与声固耦合法均可准确求解熔盐晃动频率，所得地震应力结果基本相当；声固耦合法计算的储罐水平自振频率与API 650规范吻合较好，弹簧-质量法计算结果偏大，附加质量法计算结果偏小。地震作用下，三种方法的应力评定结果均满足规范要求且具有约50%的安全裕量，其中声固耦合法最贴合实际，但计算耗时最长，附加质量法较其计算效率提升10.5倍，且建模简单、收敛稳定。此外，熔盐储罐竖向振动有效参与质量占比极低，对整体抗震响应影响极小，工程分析中可忽略竖向地震作用。综合建模难度、计算成本与工程效率，本研究建议采用附加质量法进行抗震计算，可为同类型高温熔盐储罐的抗震分析方法的选取提供工程指导依据。关键词：钍基熔盐堆;高温熔盐储罐;抗震分析;弹簧-质量法;附加质量法;声固耦合法161|23|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：在“双碳”目标的引领下，现代电力系统需要更高比例的新能源支持，这对电网的灵活调节能力提出了更高要求。抽水蓄能作为现代规模大、技术领先、寿命周期长的物理储能方式，在电能存储、系统调峰、频率支持等方面具有重要作用。智能变电站作为现代电力控制枢纽，正不断向数字化和网络化升级。对此，研究围绕抽水蓄能的技术构成和国内外研究现状，重点探讨了智能变电站在工程应用模式、运行机制等方面的融合路径，重点分析了其在高效消纳、电压支撑、黑启动和故障应急等方面的核心应用，对推动新型电力系统建设服务，保证“双碳”战略落地具有较大的工程价值和现实意义。关键词：抽水蓄能;变电站;电力调节;消纳0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：热泵储电系统作为一种大规模长期储能技术，凭借其高效灵活、环境友好、循环寿命长等优势，成为构建新型电力系统的关键技术。基于闭式布雷顿循环原理，以热泵储能系统中的双级压缩和梯度储热两个阶段的协同效应为目标，构建了单级和双级压缩热泵储电系统的热力学模型，对比分析其㶲效率、往返效率及火积耗散。结果表明，双级压缩+双级膨胀协同运行的模式（模式四）下效率最高，其㶲效率和往返效率分别达到83.86%和75.69%；通过在双级压缩中间设置电加热器进一步优化梯度储热，使一二级储热温差增大至57.14 K时，㶲效率下降26.34%，往返效率增加3.15%，系统效率进一步提升。火积耗散分析表明释能回热器为主要耗散单元，优化后可显著降低不可逆损失，换热端差、压力损失等参数与系统㶲效率、往返效率呈现负相关性，验证了双级压缩与梯度储热协同提高系统性能的可行性，为热泵储电系统的设计提供了理论依据。关键词：热泵储电;布雷顿循环;双级压缩;往返效率18|26|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：大功率高速飞轮储能电机通常运行在真空环境，电机的转子涡流损耗高且散热困难，易出现温升过高的问题。针对此问题，本工作开展多相电机相数与转子涡流损耗关系研究，多相电机磁动势公式证明十二相电机可削弱5、7、11、13、17、19次低次谐波，利用有限元法在Maxwell仿真软件中建立三相、六相与十二相电机模型并分析其转子涡流损耗，证明十二相电机可大幅度降低转子涡流损耗。高速永磁电机通常采用磁钢外加护套的表贴式转子结构，对比基于合金钢和碳纤维两种护套材料电机方案的转子涡流损耗情况，依据对比结果及制造工艺选择合金钢转子护套方案，最后基于合金钢护套方案进行温度场仿真分析，证明基于此方案电机温升的合理性。关键词：飞轮储能;多相电机;转子涡流损耗17|44|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：在新型电力系统建设持续推进背景下，海量分布式资源参与电力市场成为电力行业发展的重要趋势。基站储能作为数量庞大、分布广泛的分布式灵活调节资源，兼具通信基站后备供电保障与电网功率调节双重属性，能够为电网提供调峰、调频等辅助服务，是提升电网柔性调节能力、挖掘分布式侧资源价值的重要载体。本工作围绕基于目标鲁棒的联合参与数学决策模型展开研究，构建了储能单体运行与聚合商收益量化的基础模型，搭建了目标鲁棒优化决策框架与约束体系，同时明确了模型等价转化方法与求解逻辑，最后对未来发展方向进行展望，为我国基站储能规模化参与电力市场的工程化应用提供理论参考。关键词：基站储能;目标鲁棒优化;联合决策;数学模型0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：针对高比例可再生能源接入下综合能源型虚拟电厂源荷双重不确定性问题，本方法构建了考虑电-热负荷随机波动和风光出力不利偏差的综合能源型虚拟电厂两阶段随机鲁棒优化模型。首先，采用拉丁超立方抽样与K-中心点（K-medoids）聚类生成电、热负荷典型场景，并以场景概率刻画荷侧随机性；其次，采用预算不确定集描述光伏和风电出力偏差，将源侧不确定性嵌入鲁棒优化框架；再次，以先进绝热压缩空气储能（advanced adiabatic compressed air energy storage，AA-CAES）作为综合能源型虚拟电厂的能量枢纽，建立含燃气轮机、电储能、储热罐及外部电网的电-热耦合功率平衡与状态演化模型；最后，利用列与约束生成（column-and-constraint generation，C&CG）算法将原问题分解为主问题和最坏场景子问题进行迭代求解。算例结果表明，在统一源荷测试场景下，当光伏和风电最坏下偏时段数分别为8和12时，该方法的平均总成本和测试最坏总成本较随机优化分别降低192.9元和513.1元，较同预算传统鲁棒优化分别降低59.9元和96.8元。其CVaR90总成本虽较同预算传统鲁棒优化高25.7元，但较随机优化降低507.5元。综合来看，本方法方法在平均运行经济性和极端场景抗风险能力方面表现更优，同时能够显著降低随机优化下的尾部风险，验证了所提两阶段随机鲁棒优化调度方法的有效性。关键词：综合能源型虚拟电厂;先进绝热压缩空气储能;两阶段随机鲁棒优化;源荷不确定性;C&CG算法0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：压缩空气储能（compressed air energy storage，CAES）技术是支撑新能源并网与电网调节的关键技术。然而，在压缩空气储能系统运行过程中，其重要组成部分盐穴储气库腔内气体的温度与压力随运行工况周期性变化，导致围岩发生蠕变变形，进而影响整个腔体的稳定性。针对该问题，本研究建立了考虑气体热力过程与围岩蠕变行为的热力耦合数值模型，在百兆瓦级工况下，系统分析了腔体高径比、运行压力区间和充气温度对盐穴储气库长期稳定性的影响。结果表明，在周期性充放气作用下，围岩形变呈现随压力与温度循环变化的特征，并伴随不可逆蠕变累积，最大位移出现于腔体侧面围岩中部与顶板部位，整体呈现向内收缩的趋势；腔体高径比的增加、运行压力的减小和充入气体温度的升高均会增大围岩的应力水平与位移，影响腔体的稳定性。综合稳定性与经济性分析，建议盐穴储气库选择高径比H∶D≤1.75的腔体，最低运行压力宜不低于7 MPa，并合理控制充气温度以控制围岩的蠕变速率，实现储气性能与围岩稳定性的协同优化。本研究为压缩空气储能盐穴储气库的结构设计与运行参数选取提供了参考依据。关键词：压缩空气储能;盐穴储气库;数值模拟;热力耦合70|78|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：为提升抽蓄响应自动发电控制（automatic generation control，AGC）指令的性能与经济性，提出了一种考虑抽蓄磨损的锂电容（lithium-ion capacitor，LiC）协同抽蓄的运行策略与容量优化方法。首先，以LiC的荷电状态（state of charge，SOC）偏差、抽蓄功率变化及AGC跟踪误差最小为目标，提出了一种自适应模型预测控制（model predictive control，MPC）策略，以提升系统AGC响应性能并降低LiC能量受限导致的功率突变。然后，基于抽水蓄能机组核心部件的磨损机理，构建了以机组功率变化量及变化率为决策变量的抽蓄磨损模型。进一步，以最大化项目规划期内系统年化净收益为目标，建立了LiC的容量配置模型。最后，通过运行策略与容量配置的联合迭代，实现二者协同优化。算例结果表明，所提自适应MPC策略下，联合系统的日收益较未配置LiC提高了21.5%。采用最优容量方案可使抽蓄磨损降低16.0%，并使联合系统的年化净收益提升18.1%。关键词：AGC调频;锂电容;模型预测控制;抽蓄磨损模型;容量配置8|9|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：分布式光伏在配电网中大规模接入，其固有的出力与负荷在时空上的不匹配特性，对现有电网的安全、稳定、高效运行带来了极大的挑战。本文在详细分析分布式光伏发展情况及存在问题的基础上，提出了分布式光伏高渗透场景下的电网发展策略。通过分析220千伏主变反送问题，研究了促进网储协同发展的储能配置策略，给出了各层级电网储能配置容量的计算方法。最后对储能建设的经济性提出了测算方法，并通过实例进行了说明。关键词：分布式光伏;储能;电网;承载力0|0|0更新时间：2026-09-18
储能系统与工程
- 摘要：电解质是锂离子/固态电池的核心组成部分，为锂离子在正负极之间往返迁移提供媒介，并参与形成保护电极的界面膜，是决定电池能量密度、寿命、安全及高低温性能的关键。对于原位固态化技术，固化前的单体和溶剂是提升性能的关键组分，添加量的精准控制直接影响电池性能与成本。然而，针对双氟代碳酸乙烯酯（DFEC）这类痕量级添加剂，现有检测方法面临挑战：痕量DFEC与结构类似物甲基三氟乙基碳酸酯（FEMC）在色谱上保留相似，难以基线分离；在复杂基质下的痕量DFEC信号易被掩盖，存在检出限高、精密度差等技术瓶颈。对此，针对气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术在相似物质上难以分离的问题，以痕量DFEC为例建立标准化的检测方法，通过对提取溶剂和仪器参数的系统优化，实现了痕量DFEC的准确检测及其与FEMC的有效分离。结果表明，该方法在0.8～160 μg/mL范围内线性关系良好（相关系数R2>0.999），检出限（LOD）达0.25 μg/mL，不同浓度水平下的加标回收率为95.1%～105.7%，精密度良好（相对标准偏差RSD小于2%），所建立的方法准确度高、重复性良好，为电解质体系的同系物分离与痕量组分检测，原位固化电解液配方设计与电池机理的深入研究提供可靠的技术支持。关键词：固态电池;原位固化电解液;双氟代碳酸乙烯酯;气相色谱质谱14|4|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：针对氨-氢燃烧放热与氨催化分解吸热过程之间的能量匹配和利用效率问题，建立了氨-氢燃烧驱动氨分解的燃烧-分解耦合计算流体力学模型，并构建了能量利用率评价方法。模型中燃烧区采用氨-氢-空气Duynslaegher气相反应机理，分解区视为填充Ni-Pt/Al2O3催化剂的多孔介质反应区，同时考虑燃烧放热、氨分解吸热、组分输运、辐射传热及两区间热量传递过程。通过与文献实验数据对比，验证了所建模型对氨分解耦合过程的预测可靠性。在此基础上，系统考察了分解区入口速度、燃烧区入口速度以及燃烧区与分解区尺寸比例对温度场分布、氨分解率、燃烧区出口温度和能量分配与效率的影响。结果表明，引入氨分解后，分解反应的吸热作用能够重构燃烧区温度场，使燃烧区峰值温度降低100～150 K，分解区径向温差维持在4.3～4.4 K，有利于削弱局部高温集中并降低反应器材料热负荷。当燃烧区入口速度保持不变，分解区入口速度由0.1 m/s 增加至1.0 m/s 时，氨分解率由99.98%降至66.24%，燃烧区出口温度由1053 K降至984 K，但由于尾气带走的热量减少，更多燃烧热被转化为氨分解吸热，系统能量利用率呈先升高后降低的趋势，最大提升约22%。当分解区入口速度固定，燃烧区入口速度由0.1 m/s提高至0.5 m/s时，氨分解率由66.24%提高至99.99%，燃烧区出口温度由984 K上升至1614 K，过量热输入主要随尾气排出，导致有效能量利用率下降。尺寸比例分析表明，燃烧区与分解区尺寸比例由1∶2增大至2∶1时，分解区停留时间由4.00 s缩短至1.00 s，气时空速由900 h-¹增至3600 h-¹，氨分解率由96%降至66%，说明停留时间缩短是分解性能下降的主导因素。本研究建立的多指标评价方法能够揭示燃烧供热、氨分解吸热与氢气化学能产出之间的能量转化关系，可为氨-氢耦合反应器的结构优化提供参考。关键词：氨-氢储能;氨-氢燃烧;氨分解制氢;燃烧-分解耦合;能量利用率20|29|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：储能动力电池是新型电力系统储能环节、新能源交通领域的核心装备，其运行的安全稳定性，直接关乎电网储能系统的供电可靠性与终端设备的使用安全。作为储能动力电池全生命周期安全管控的核心手段，远程故障诊断的技术升级尤为关键。本文围绕大数据与机器学习技术在储能动力电池远程故障诊断领域的应用展开系统研究，搭建了全生命周期数据管控体系与多算法融合的故障诊断模型，可为相关系统的研发与工程化应用提供理论参考与技术支撑。关键词：储能动力电池;远程故障诊断;大数据;全生命周期管控0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：面向高比例可再生能源并网下的长时储能需求，卡诺电池系统对高温热泵中核心膨胀装置的气动性能与运行可靠性提出了更高要求。针对某3 MW级高温热泵示范系统中的空气向心透平，在给定边界条件下开展设计与性能评估。设计参数为：进口总压0.546 MPa、总温328.25 K、出口静压0.125 MPa、流量10.031 kg/s、转速7956 r/min。采用一维热力计算与三维数值模拟相结合的方法开展研究。一维设计以反动度、速比、气流角等7个参数为变量，先经粒子群算法全局寻优，再通过序列二次规划对叶高、子午收缩角等结构参数进行局部细化。非定常效应由非线性谐波法求解。分析了动叶叶片数、入口压力变化及动静干涉对透平性能的影响。一维与三维对比表明：等熵效率偏差3.37%，流量偏差2.49%，功率偏差3.16%。动叶叶片数由12增至17时，吸力面低速区面积先缩小后扩大，叶片数14~15片时流动均匀性最佳。入口压力偏离设计值±20%范围内，等熵效率高于85%。非定常透平效率较定常结果低约2.2个百分点，主要归因于静叶尾迹与动叶栅的周期性干涉。上述结果可为兆瓦级卡诺电池系统中向心透平的工程设计提供参考。关键词：卡诺电池;高温热泵;向心透平;气动设计;数值模拟25|10|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：质子交换膜燃料电池供气系统中比例阀的动态响应特性与流量控制精度直接影响电堆供气稳定性。受机械加工误差、弹簧刚度离散、磁路气隙偏差以及低温润滑状态变化等因素影响，同批次比例阀易出现启动迟滞、维持电流冗余及流量输出非线性等问题，传统统一控制参数难以兼顾个体差异。针对上述问题，提出一种基于物理参数辨识的燃料电池比例阀自适应标定与分级筛选策略。通过构建比例阀模型，提取启动延时、稳态位移、速度峰值及衰减时间常数等动态响应特征，并采用白鲸优化算法（BWO）对静摩擦力、弹簧刚度、磁路增益及黏性阻尼进行联合辨识，同时与粒子群优化、遗传算法、模拟退火及局部搜索算法进行对比分析。在此基础上，建立性能异常与物理参数偏差到补偿动作的映射关系，设计低温启动Boost补偿、维持电流自适应修正及基于查找表（LUT）的电流重映射策略，并构建A~D四级筛选规则。结果表明，BWO获得最低目标函数值，辨识参数与设定值误差较小。在-30℃冷启动条件下，启动延时由12.0 ms缩短至4.8 ms；针对弹簧刚度偏软仿真工况，维持电流由0.50 A降至0.474 A，稳态温升由45℃降至38.15℃；针对磁路增益偏差仿真工况，LUT补偿后流量误差控制在允许范围内。本工作所提方法无需改变阀体硬件结构即可实现参数辨识、软件补偿与等级判定闭环流程，为燃料电池比例阀批量生产中的一致性控制与质量筛选提供仿真依据和方法参考。关键词：燃料电池;比例阀;动态响应;参数辨识;自适应标定;仿真验证10|5|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：随着现代电力系统的不断完善，电池储能作为缓解新能源波动问题的核心，其并网规模不断增加。电能计量关系到电网结算和储能系统能效评估，然而电池储能并网场景涉及多类因素影响，电能计量存在综合误差。针对这一问题，本文对电池储能并网场景下的电能计量误差和相关的溯源校正策略进行研究综述。综合误差拆解为电流互感器（CT）误差、电压互感器（PT）与二次压降误差、电能表误差三大核心分量，然后结合相关在线测量和交叉验证计算，实现误差溯源，最后针对不同误差类型，提出校正策略流程，为电池储能并网下的电能计量精准化研究提供一定理论参考。关键词：储能;并网;电能计量;误差溯源0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：压缩空气储能电站的浅埋储气洞室承受高内压（大于地应力）和大温差等循环荷载作用，其“钢板密封层-混凝土衬砌-围岩”复合内衬的承载特性是结构设计的重要依据。本文针对内蒙古在建148 m埋深的储气洞室，采用热弹塑性损伤和热接触模型分析充放气循环过程中复合内衬的承载变化规律，研究发现：在高温高压的充气储能工况下，钢材热膨胀性能大于混凝土与岩石，导致复合内衬层间产生温度应变（热）失配现象，当考虑层间摩擦接触滑移效应时，混凝土衬砌因与钢板密封层之间发生滑移导致裂缝宽度增加，而对应钢板密封层应力下降（87.4 MPa）；在低温低压的放气发电工况下，复合内衬总体变形较小，但钢板密封层产生最大的冷缩应变，其弹性应变增加，进而产生循环周期最大弹性应力（272.6 MPa），以满足衬砌整体变形协调，这说明该工况才是钢板密封层设计依据。上述运行工况分析揭示了浅埋储气洞室荷载在围岩-混凝土衬砌-钢板密封层之间的循环转移机制，说明浅埋储气洞室在设计计算时需要考虑热失配和层间滑移的作用。关键词：压缩空气储能;热力耦合分析;层间接触;荷载转移机制9|10|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：电动汽车行业高速发展背景下，电车电池快充与高功率动力系统的应用范围越来越广，电池在工作中出现热量堆积、温度分布不均、局部热失控的现象也在增多，很容易造成电车行驶安全事故。研究基于上述问题，系统归纳整理了目前电动汽车液冷散热技术的发展脉络，综述了热能分析技术与电动汽车液冷散热技术的综合应用情况。客观说明了热能分析技术在电池液冷散热和电池热管理中的实际应用价值，可以为车企电池热管理系统的开发提供一定思路借鉴。关键词：热管理;液冷散热;电动汽车;电池模组0|0|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：燃料电池（fuel cell，FC）作为清洁高效的电化学能量转换装置，在交通运输、分布式发电等领域具备广阔应用前景，但运行过程中材料劣化、工况波动易引发各类故障，影响其可靠性与耐久性。电化学阻抗谱（electrochemical impedance spectroscopy，EIS）凭借非损伤扰动信号、多频率表征电池内部过程的独特优势，可精准解析电池内部欧姆损耗、电荷转移、传质过程等状态变化，成为FC故障诊断的核心技术。针对在线实时诊断的工程化需求，本文从在线诊断的全流程视角，系统梳理了基于EIS的FC故障诊断技术研究进展。在测量系统优化方面，从硬件集成、激励信号设计和输出信号处理三个维度总结了现有EIS测量技术的优化路径；在特征提取方面，归纳了等效电路模型拟合、弛豫时间分布解析以及卷积神经网络端到端学习等方法的适用场景与性能特点；在在线诊断策略方面，将现有方法划分为基于模型、数据驱动及融合方法三大类，结合诊断精度、响应时间与适用故障类型进行了综合对比。在此基础上，本文构建了涵盖材料型故障与工况诱导型故障的EIS特征信号归纳框架，以奈奎斯特图的图形变化模式为统一描述载体，凝练了各类故障在阻抗复平面上的共性特征，为不同诊断方法提供了参照体系。最后，展望了在线诊断技术在故障退化轨迹、极端工况适应性等方面的应用前景，为突破基于EIS的FC故障诊断技术的在线应用提供科学指导。关键词：燃料电池;电化学阻抗谱;特征提取;在线故障诊断29|24|0更新时间：2026-09-18
- 摘要：磷酸铁锂（lithium iron phosphate，LFP）电池在电动汽车与储能系统中应用广泛，但其电压平台区可观测性不足，表面力信号又易受温度漂移、机械滞后与老化效应耦合干扰，导致复杂工况下荷电状态（state of charge，SOC）估计精度下降。针对上述问题，本工作提出一种物理信息引导熵权自适应扩展卡尔曼滤波（physics-informed entropy-weighted adaptive extended Kalman filter，PI-EWAEKF）方法。首先，基于准静态标定结果构建开路电压（open-circuit voltage，OCV）-SOC与表面力-SOC物理映射关系；其次，采用增量力分析（incremental force analysis，IFA）提取抗漂移力学特征，并结合OCV梯度构建多源物理特征集；进一步，利用香农熵和物理梯度共同表征电压与表面力信号的实时置信度，并将其映射为AEKF测量噪声协方差矩阵的自适应调节因子，从而实现多源观测权重的动态分配。实验在25℃、35℃、45℃以及健康状态（state of health，SOH）约为 100% 和 91% 条件下开展，并采用联邦城市行驶工况（federal urban driving schedule，FUDS）、动态应力测试（dynamic stress test，DST）和新欧洲行驶工况（new European driving cycle，NEDC）进行验证。结果表明，相较于单电压观测模型，所提方法在25℃动态工况下将FUDS、DST和NEDC工况的均方根误差分别由5.11%、4.16%和3.62%降低至0.96%、0.97%和0.70%，最大降幅约为81.2%。在高温与老化耦合条件下，所提方法仍能保持较低误差水平，验证了其在复杂工况下的估计精度与鲁棒性。关键词：磷酸铁锂电池;荷电状态估计;物理信息引导;多源信息融合;香农熵;熵权自适应扩展卡尔曼滤波21|10|0更新时间：2026-09-18
储能测试与评价
- 摘要：在“双碳”战略深入推进与CCUS技术快速发展的背景下，碳储科学与工程领域对具备工程实践能力与多学科融合素养的复合型人才需求日益迫切，但现有培养体系在产教协同深度、学科交叉融合及实践能力支撑等方面仍存在不足。在实施过程中，通过课程体系重构与校企协同育人优化，更新6门核心课程，建设19个教学视频、13类拓展资源及29项课程资料；学生人均产业实践200小时，参与95项跨学科竞赛并获得国家级奖项15项；课程考核结果保持稳定，成绩分布更趋集中，学习过程参与度达99%以上。围绕全产业链人才培养需求，构建“双导师”校企协同指导机制、“三机制”动态知识体系、“双体系”交叉培养路径及数智化教学资源平台，推动理论教学、工程实践与创新能力协同提升。实践结果表明，该培养模式有助于提升学生解决复杂工程问题的能力与人才培养质量，促进人才培养与产业需求的匹配。以产教深度融合为基础、学科交叉为支撑、数智技术赋能为特征的培养路径，对提升新兴工科人才培养质量具有良好适用性与推广价值，可为碳储领域高质量发展提供持续人才支撑。关键词：CCUS全链条;碳储科学与工程专业;学科交叉;双导师制;数智化教学8|10|0更新时间：2026-09-18
储能学科建设
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