2025年 01期
共同开创锂电产业高质量发展的辉煌未来
吴锋;本文概述了中国高质量发展及“双碳”战略对电化学能源领域的影响，指出储能项目尤其是锂离子电池储能的快速增长及新材料、新体系的发展。文章强调动力锂电产业需冷静思考、务实创新以应对挑战，倡导科学精神、踏实做好各阶段工作。动力锂电池技术及产业发展国际论坛作为重要平台，将促进该领域技术交流与合作，共谋高质量发展。
固定式发电燃料电池膜电极性能衰减分析
马勍;吕青青;蔡信;徐雨濛;沈妍;贺丹丹;雷鹏飞;本文对天然气重整制氢型固定式发电用燃料电池堆进行时长为1.9万h的耐久测试，并对衰减前后的膜电极的电化学特性、微观结构变化、催化剂成分变化进行研究。结果表明：经过耐久性测试后的电堆膜电极电压衰减27.6%，电堆输出功率显著下降，耐CO性能降低。质子交换膜变薄，催化剂流失，催化剂中Pt和Ru含量（质量分数）显著下降，催化剂层出现开裂、坍塌现象。催化剂粒径由5～6 nm增长至8～10 nm，并且出现直径约为100 nm的催化剂团聚颗粒。催化剂流失和微观结构变化是燃料电池电化学性能衰减的重要原因。
燃料电池发动机用比例阀工作特性试验分析
吴东来;比例阀作为燃料电池发动机氢气供应系统的关键零部件，其主要作用是通过控制开度来调节燃料电池堆的氢气流量，进而控制入口压力。比例阀具有响应速度快、控制简单、成本低等特点。针对当前比例阀在燃料电池发动机中的实际应用场景，本文设计了不同试验条件下的比例阀工作特性试验方案，并以某款比例阀作为对象进行了试验验证，以期助力企业进行比例阀选型匹配和控制策略的优化。试验结果表明：比例阀在升载过程和降载过程中的工作特性存在一定差异，表现出明显的滞回区间，在开关机等工况条件下，需要进行控制策略的补偿；比例阀的工作特性与入口压力呈正相关，但是与出口压力相关性较小，应用时应重点关注比例阀前端供气压力。
ALD沉积超薄涂层改善高镍LiNi_(0.96)Co_(0.03)Mn_(0.01)O_2正极材料的电化学性能
郑瑶;李荐;王利华;李恩熙;富含镍的层状氧化物正极存在结构不稳定性等问题，特别是当镍含量（质量分数）超过90%时，其循环性能急剧恶化。为了解决高镍材料在长循环和大倍率下容量衰减的问题，本文以LiNi_(0.96)Co_(0.03)Mn_(0.01)O_2(NCM9631)正极材料为研究对象，对其进行包覆改性研究。使用原子层沉积技术对NCM9631进行包覆改性，其中具有TiO_2涂层的T-NCM9631样品表现出良好的电化学性能。与原始材料相比，T-NCM9631的初始放电比容量从226 mAh/g提高到239 mAh/g，在0.5 C下循环100圈后，容量保持率从73.9%提高至87.95%。超薄TiO_2包覆层可以减少活性材料NCM9631与电解质的直接接触，不受HF侵蚀，防止金属溶解，有效阻止材料表面的化学和结构变化，以提高结构稳定性与电化学性能。
高强度辊压钢技术在汽车动力电池箱体中的研究与应用
莫益涛;黄武荣;阳学;覃中正;邵杰;高强度辊压钢技术因其成本低、强度高的特性，正成为动力电池箱体设计的未来趋势，为了验证高强度辊压钢箱体是否满足电池系统相关安全要求，本文开展了电池箱体结构的有限元仿真分析及测试验证。首先建立了高强度辊压钢箱体的有限元分析模型，并基于模态振动工况验证有限元分析模型精度，最后通过Y向挤压和底部冲击的仿真及测试，验证高强度辊压钢电池箱体的抗挤压性能和抗底部冲击性能。结果表明，采用高强度辊压钢箱体对内部电池系统的防护性能优于铝合金箱体。
基于最小二乘法的电池管理系统绝缘快检方法
孙林;刘江峰;杨依楠;张超;刘义强;裴乙橦;为提高电池管理系统（BMS）对新能源车辆高压电池的绝缘检测能力，基于不平衡电桥法，设计绝缘检测电路，搭建绝缘检测流程。但常规绝缘检测方法周期长，不能满足绝缘快检技术要求，故在MATLAB/Simulink软件开发平台上提出一种基于最小二乘法的绝缘检测方法。经过车辆以及HIL台架大量测试，结果表明：常规绝缘检测方法的精度高、检测周期长，只适用于循环检测；最小二乘法绝缘快检方法的检测周期短，在3 s内即可完成绝缘阻值计算，绝缘阻值较小时，该快检方法的检测精度高，对绝缘故障识别精准度高，完全能够满足绝缘快检技术要求。该快检方法为一种创新式绝缘快检方法，可以补充车辆上电前绝缘检测空窗期，实现对高压电池不间断绝缘检测，保障电池高压安全。
槐木生物质基硬碳的制备及储钠性能研究
霍俊杰;毛武涛;鲍克燕;硬碳作为钠离子电池的负极材料，因其成本低、储钠容量高等特点，被认为是极具研究价值的材料。生物质由于其天然的内部孔洞结构、丰富的资源，是制备硬碳的优良原料。然而，生物质中含有许多杂质，这会使电化学性能降低。本研究以低成本硬质槐木为原材料，利用硫酸进行预处理制得硬碳前驱体，以两步碳化法成功制备了硬碳负极材料。通过一系列表征发现，酸浸泡处理可以去除杂质并增加碳层间距。电化学测试结果表明，在低倍率下，可逆比容量可达294 mAh/g，平台容量为150 mAh/g，容量保持率为82%。与未用酸处理的材料相比，比容量得到了提升，首次库仑效率（ICE）也增加了10%左右。因此，生物质槐木硬碳经过硫酸处理后的可逆比容量得到了提升。
磷酸铁锂规模化生产设备及工艺流程
战令浩;王锦坤;谢乐琼;王莉;虞兰剑;何向明;当前锂离子电池的市场规模快速扩大，对正极材料的需求激增，其中磷酸铁锂（LFP）被认为是当前最具性价比的正极材料。本文介绍了一种规模化生产LFP的固相烧结方法，重点阐述了工艺流程及所需设备，并对一些工艺细节进行了解释。此外，还对比了实验室制备与规模化生产之间的差异。本文旨在加深科研人员对锂离子电池产业化发展现状的了解，并为相关科学研究提供帮助和启发。
基于“CiteSpace”的铅碳电池发展规律的可视化分析
杨少华;张梦;方亮;邵永刚;马钰佳;黄宸;谢发之;为阐述“铅碳电池”研究领域理论实践发展轨迹，揭示研究领域的热点问题与前沿趋势。本文运用CiteSpace V软件绘制可视化知识图谱，对中国知网数据库中2003—2023年的200篇相关文献进行分析。研究结果表明“铅碳电池”研究领域相关论文数量呈逐年增加趋势，论文作者主要集中在少数高校和电池企业，校企合作并不密切，并未形成一个大研究团体。“铅酸蓄电池”“碳材料”“铅碳电池”等热点词紧密度较高，铅酸蓄电池在不断向铅碳电池发展。从时间线中可以看出近年来研究热点逐渐分化出燃料电池、磷酸铁锂电池、超级电容器等方向，可以推测碳材料的选择与改性、析氢缺陷的改良可能成为下一个研究热点。
基于单片机控制的直接甲醇燃料电池系统
夏中峰;梁琦;谷伟长;冯海;刘阳;郭振;随着经济的快速发展，环境污染、能源短缺的问题日益突出，发展新能源已是实现可持续发展的必然趋势。从发展需求的角度分析，本文提出了一种基于单片机的甲醇燃料电池控制系统，主要由燃料电池电堆系统、控制系统、辅助系统与机械系统构成。基于直接甲醇燃料电池（DMFC）电堆工作原理和评价单体电压一致性的研究基础，采用图形法确定系统最优运行工作参数。进一步在整体设计和详细设计两个层面进行系统开发设计。首先，在系统总体设计方案的基础上，阐述分析了控制系统电路以单片机STM32为核心的硬件电路设计与软件程序设计，经研究结果可知，该系统运行稳定可靠；其次，使用SolidWorks软件创建DMFC箱体3D模型，利用ANSYS Workbench建立DMFC仿真模型进行仿真分析，结合3D打印技术验证了整体设计参数的合理性以及最后产品与设计初衷的吻合性；最后，燃料电池系统在90 min的恒电流运行测试条件下，验证了该系统设计的正确性、合理性与可行性。文中设计为未来新能源产业相关燃料电池能源设备的研究开发提供了参考。