电池工业

近年来，锂离子动力电池在安全性、充电速度、续航里程和使用寿命等方面取得了显著进展，这很大程度上促进了新能源汽车的发展，而这些方面的进展都离不开热管理技术的革新。锂离子动力电池在高低温状态下由热管理系统对其进行冷却或加热，使其在适宜的温度范围内充放电，这不仅能够消除充放电过程中产生的热量堆积，还能够防止低温充电时析锂造成的安全风险，同时也能够缩短充电时间、提高续航里程、延长使用寿命。本文综述了锂离子动力电池的多种热管理技术，包括风冷、液冷、相变材料换热等，并分析了其优缺点，为未来热管理技术的研究提供参考。

2025 年 02 期 v.29 ; 国家重点研发计划（2022YFE0207300）; 天津市科技项目（24ZYJDSS00140）; 天津市科技人才项目（QN20230201）
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基于多维信号的电池安全性监控技术研究进展

金光辉;李乐;丁飞;

随着锂离子电池广泛应用于储能和电动交通领域，其安全性问题日益严峻。传统的电池监测技术主要侧重于电、热信号，而智能传感技术的进展使得力学、气体和声波信号的监测成为早期安全预警的重要手段。本文综述了智能传感技术在电池安全性分析中的应用，重点分析了多维信号在电池失效监测中的作用，讨论了其工作原理、技术优势及面临的挑战。通过多信号融合与综合分析，可显著提升电池的安全性、可靠性和使用寿命，为电池技术的优化与发展提供有力支持。

2025 年 02 期 v.29 ; 河北省高等学校科学技术研发项目“青年拔尖人才项目”（BJK2024123）;河北省高等学校科学技术研究项目（JZX2023003）;国家重点研发计划（2024YFE0213000）
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研究论文

磷酸铁锂储能模组燃烧特性及灭火剂抑制效果研究

张磊;黄昊;马天翼;付巧宇;张永丰;

锂离子电池的热失控、燃烧特性及其抑制技术是保障电化学储能安全发展的重要支撑。本文以16串1并的100 Ah磷酸铁锂电池模组为研究对象，开展了外部加热条件下的热失控、燃烧特性实验，获取了热失控温度、失控—燃烧转变特征，并在此基础上对比了全氟己酮和热气溶胶灭火剂对该类火的灭火效能。研究结果显示，100 Ah磷酸铁锂电池模组发生热失控时，加热面的温度为225℃，热失控最高温度为523℃，电池着火时的点火能主要来自模组内的电气短路。全氟己酮灭火剂的灭火时间约为9 s，具有一定的降温能力，药剂喷射后的最大降温幅度为78℃，但电池模组内的温度仍超150℃，且在灭火后模组发生了复燃。热气溶胶的灭火性能优于全氟己酮，灭火时间约为1 s，且灭火后模组无复燃，但其降温效果不明显。全氟己酮和热气溶胶均能扑灭模组内明火，但不能抑制模组热失控蔓延，且无法有效抑制电池模组外部的电解液流淌火，在消防设计时应注重电池模组内外部的综合防护。

2025 年 02 期 v.29 ; 国家重点研发计划项目（2023YFC3009900）; 中央基本科研业务费项目（25SX00）
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微电滥用条件下磷酸铁锂和三元锂离子电池的性能衰减研究

魏港;黄冉军;姜波;蔡吉祥;许文韬;朱建功;王学远;魏学哲;戴海峰;

当前锂离子电池被广泛应用于清洁交通和规模储能场景中，然而由于电池制造单体一致性以及服役容量衰减速度的固有差异性，电池在运行过程中常出现轻微过度充电这一电滥用工况。进一步的滞后维护会带来循环积累效应，对电池的规模成组应用造成可靠性挑战和安全隐患。因此对主要电池类型在所述工况下的性能衰减特性进行研究具有重要意义。本文以磷酸铁锂和镍钴锰三元锂离子电池为研究对象，开展了正常循环老化和微过充循环老化试验。结果显示，磷酸铁锂电池在两种循环工况下的性能衰减特性差异较小，而三元电池在微过充循环工况下的性能衰减速度显著快于正常循环工况。结合电化学阻抗测试，通过等效电路模型和弛豫时间分布等分析方法，揭示了微过充循环工况下三元电池健康状态显著下降的主要原因：固体电解质界面膜等效电阻和传荷电阻的增长导致更严重的锂库存损失。相比之下，磷酸铁锂电池对微电滥用循环工况的抗性更为优异，固体电解质界面膜等效电阻和传荷电阻变化较小，相应的锂库存损失有限，因此在设定的循环圈数内，其性能衰减幅度与正常循环工况相比并未显著增加。

2025 年 02 期 v.29 ; 国家自然科学基金（52207242）;国家自然科学基金（52307248）
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锂离子电池热滥用测试方法研究

张晋杰;李丹华;姜成龙;王志豪;刘磊;

本研究探讨了三元材料和磷酸铁锂（LFP）材料两种体系的锂离子电池在热箱加热及绝热条件下加热的热失控行为。在两种热滥用测试条件下，LFP电池相比三元电池表现出更好的热稳定性，且两种电池在两种实验工况下表现出了相同的热特性差异。实验发现，两种电池在绝热条件下触发热失控的时间远大于热箱的加热时间。相比于绝热条件，热箱条件下样品除自身产热外，还会受到外部高温环境的热量注入，导致样品总加热速率更高，内部化学反应更活跃，更容易触发热失控。因此三元样品和LFP样品在热箱条件下的热失控触发温度均低于绝热条件，同时达到热失控触发所用的时间更短。由于三元样品和LFP样品在两种热滥用工况下热失控触发前的孕育期不同，能量流失也不同，导致两种样品的热失控最高温度在两种热滥用工况下表现也不同。

2025 年 02 期 v.29 ; 国家重点研发计划项目（2022YFE0207300）; 天津市青年科技人才项目（24ZYJDSS00140）
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低温钠离子电池负极材料研究进展

张迈吉;崔国渠;王颢甫;殷岳;赵德建;王珍珠;

钠离子电池（SIBs）凭借其资源易获取、成本低廉、安全性高等优势，是大规模储能应用领域的一颗潜力新星。然而，SIBs在一些高海拔、温差大地域的应用一直受到低温环境的限制。在低温（low-temperature， LT）环境中，SIBs中的钠离子扩散和迁移均会变得缓慢，严重影响电池的性能和安全性。因此，优化SIBs的低温工作能力具有重要的意义，尤其是对负极材料的合理设计和改性。本文综述了近年来SIBs针对负极材料在低温下改性的研究进展，提出了负极材料低温下所面临的困难与挑战，并总结了三种有效的改性策略：结构优化、表/界面修饰和导电网络构建。通过上述多种改性手段，可以有效提升负极材料在低温环境中的电化学性能，尤其是在离子扩散速率、界面稳定性和结构完整性等方面表现出显著改善。最后，提出了未来低温SIBs潜在的研究方向，为推广、拓展钠离子电池的应用提供参考。

年期 ;
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高功率Al/AgO电池用铝合金负极材料研究

王培侨;吕霖娜;林沛;李学海;宋翊;刘瑛;张丽君;

本文通过熔铸法制备了三种不同Hg含量的Al-Mg-Ga-Hg-Sn新型铝合金阳极材料，研究了铝阳极在碱性溶液中的电化学性能和析氢腐蚀速率。结果表明：在铝合金中添加适量的Hg元素有利于提升铝合金在大功率放电条件下的性能。适当地增加Hg的含量至0.04%，能够有效地降低铝合金的析氢腐蚀速率，提高其抗腐蚀性，同时铝合金的电极电位发生明显负移，有效抑制了钝化膜的产生。通过组装的铝氧化银单体电池放电性能测试，成分为Al-0.3Mg-0.02 Ga-0.04 Hg-0.05 Sn的铝合金性能优良，截止1.48V的平均电压为1.666V，有望在下一代高比能量Al/AgO电池上得到应用。

年期 ;
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从宁德时代新能源（CATL）涉诉专利窥探中国科技巨头企业创新发展特点

李慧;

本文系统分析了锂电行业专利诉讼现状及趋势，并剖析了宁德时代新能源（CATL）的专利申请特点、涉诉专利的专利类型、涉诉专利所属技术领域、涉诉专利的稳定性。研究显示，宁德时代新能源（CATL）专利申请量快速增长，技术主题集中于电芯结构、模组与电池包领域，材料类专利占比低，主因技术门槛与商业秘密保护；涉诉专利中，71%为实用新型，多涉及电芯结构改进，且集中申请于2016年前后；通过21件涉诉专利的稳定性分析发现，结构专利无效率达85%，新颖性和创造性高度有待提高；而材料专利因参数化权利要求设计及中美审查差异，稳定性显著更高。通过对此类涉诉专利的特征分析，使读者了解到宁德时代新能源（CATL）公司专利布局的攻防策略、如何打造专利武器及专利武器在商业竞争中的价值、材料工艺专利申请和审查时需要注意的问题及中美两国对待专利无效理由认定的差异，希望本文能为锂电行业未来的专利布局、专利风险预警、专利审查等提供一定的借鉴意义。

年期 ;
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锂离子电池高温存储衰减机理研究

陈丹丹;夏玉佳;宋林霏;

本文研究了软包三元锂离子电池在高温存储过程中的容量衰减机理。借助内置参比电极，测量存储不同时间的全电池和正负极充放电曲线。通过微分容量曲线（IC）、微分电压曲线（DV）分析和电压重构法系统研究了正负极的衰减过程及其对全电池衰减的贡献。结果显示，高温60℃存储48天软包三元锂离子电池正负极活性物质和活性锂的损失分别为6.32%、11.04%和7.02%。

年期 ;
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SN增强离子液体-锂盐双组分引发DOL原位聚合制备聚合物固态电解质

苑欣娜;李荐;聂海英;

固态聚合物电解质（SPE）因其优异的机械性能、良好的界面相容性和高安全性被视为下一代高能量密度锂电池的核心材料，但由于离子电导率低、界面兼容性差及电化学稳定性不足等问题限制了其广泛应用。本研究提出一种基于离子液体-锂盐双组分的可控引发体系，实现了1，3-二氧戊环（DOL）单体的阳离子开环聚合，并进一步引入丁二腈（SN），制备高性能聚PDOL基电解质。研究发现SN通过氰基与PDOL链的氢键作用有效抑制基体结晶，构建连续无定形离子通道，使PDOL-SN40电解质的室温离子电导率提升至1.1×10?3 S/cm，锂离子迁移数达0.83。同时，SN的引入拓宽了电解质的电化学窗口，并通过原位形成富含LiF的SEI膜，显著抑制锂枝晶与界面副反应。电化学测试表明，PDOL-SN40组装的锂对称电池在循环1600圈后保持稳定，锂金属沉积形貌均匀；Li/LFP全电池在0.5 C倍率下循环600次后容量保持率达91.8%，2 C倍率下仍保持85.3%容量输出。该研究为兼具高离子传导、宽电压窗口及界面稳定性的固态电解质的开发提供了新思路，推动了高安全性锂金属电池的实用化进程。

年期 ;
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燃料电池的原理、技术状态与展望

衣宝廉

论述了燃料电池的工作原理;综述了各种类型燃料电池的发展状态;介绍了中国科学院大连化学物理研究所自70年代以来进行燃料电池研究的概况,着重介绍了该所质子交换膜燃料电池的关键材料与部件制备技术、电池组技术、电池组性能与电池系统的应用情况;回顾了燃料电池的发展历程,指出燃料电池技术发展与其它学科的关系,提出了产业化的发展方向。

2003 年 01 期 ;
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锂离子电池的应用开发

赵健,杨维芝,赵佳明

综述了锂离子电池的特性和国内外生产研究现状 ,分析了锂离子电池在便携式电子器件中的应用情况和价格变化趋势以及在便携式电器产业、电动车和军事装备中的应用。认为 :随着锂离子电池性能的不断提高和成本的不断降低 ,该系列电池将成为最具发展前景的可充电电池

2000 年 01 期 ;
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锂离子电池负极材料的研究进展

颜剑;苏玉长;苏继桃;卢普涛;

锂离子电池的石墨负极材料已商品化,但还存在一些难以克服的弱点。寻找性能更为优良的非碳负极材料仍然是锂离子电池研究的重要课题。综述了在锂离子电池中已实际使用的碳素类负极材料的特点和研究进展情况;介绍了正在探索中的锂离子电池非碳负极材料的研究现状。

2006 年 04 期 ; 国家自然科学基金资助项目(50371103)
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电动车电池的开发现状及展望

毕道治

无污染的电动车已成为各国政府和企业关注的焦点 ,电动车电池是电动车开发中需要解决的关键技术之一。文章介绍了铅蓄电池、MH Ni电池、锂离子电池、钠氯化镍电池及燃料电池在电动车上应用的近期发展情况。对各种电动车的未来发展也做了简要的讨论并对我国电动车的开发提出了建议

2000 年 02 期 ;
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锂离子电池的研究与发展

张胜利,余仲宝,韩周祥

综述了锂离子电池的历史、原理、正负极材料的研究进展，存在问题及发展前景。

1999 年 01 期 ;
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燃料电池的原理、技术状态与展望

衣宝廉

2003 年 01 期 ;
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磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势

刘兰胜;

磷酸铁锂已成为主流的锂离子电池正极材料之一,主要介绍了磷酸铁锂电池的工作原理和应用现状。分别从新能源汽车、5G通信、电动船舶等领域分析了磷酸铁锂电池产品发展趋势。在国家大力发展新能源的背景下,国内外研究学者和企业不断加大新技术、新材料、新工艺开发,并推出了一系列性能稳定的新产品,相信未来磷酸铁锂锂离子电池产品应用越来越广泛。

2021 年 05 期 v.25 ;
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锂离子电池负极材料的研究进展

颜剑;苏玉长;苏继桃;卢普涛;

2006 年 04 期 ; 国家自然科学基金资助项目(50371103)
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废旧磷酸铁锂电池正极材料回收技术进展

赵红伟;施志聪;

为了实现碳达峰、碳中和目标,建立清洁低碳的能源体系,人们对清洁储能材料的需求量日渐增大。锂离子电池相较其它储能器件具有输出电压高、使用寿命长等诸多优势,已广泛应用到各个领域。其中磷酸铁锂电池安全性较高,占据了较大的市场份额。然而,随着时间的推移,大规模磷酸铁锂电池退役的时间即将到来,如何处置和利用这些废旧电池,已成为当前行业亟需解决的问题之一。本文对目前的废旧磷酸铁锂电池正极材料回收技术进行总结,对固相法、液相法、固-液结合法、机械力活化法、电化学法、微生物分解法等回收工艺流程以及效果进行说明,比较其优缺点并对回收技术的发展方向进行展望。

2021 年 05 期 v.25 ;
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