2025年 06期
氢能：传统能源和新能源的桥梁——基于中美发展的评述
范钦柏;<正>在当前电池技术快速发展的背景下，电化学储能在能量密度与续航方面仍面临瓶颈，尤其在重载、长距离运输等场景中受限。与之形成互补的是，氢能作为一种清洁能源选项，有望在能源转型中扮演关键桥梁角色。将氢能定位为连接传统化石能源与可再生能源系统的“桥梁”，这一构想源于其独特的属性：既能通过化石能源制取实现平稳过渡，也能通过可再生能源电解水实现零碳循环。本文基于技术数据与发展现状，通过梳理电化学储能局限、氢经济衍生路径及中美两国差异化的发展逻辑，对氢能的现实定位与未来路径进行评述。
聚阴离子型钠离子电池正极材料钛梯度取代协同碳包覆研究
韩影;裴柳;王义飞;黎扬;宋登峰;董静静;王新东;电化学储能中的钠离子电池，因资源丰度及成本优势，是大规模储能系统极具产业化潜力的技术之一。其正极材料的聚阴离子型材料因稳定结构和诱导效应展现出优异的循环稳定性和电压平台特性，其中Na_3V2(PO4)3(NVP)正极材料被广泛研究。本文构筑了钛(Ti)梯度取代与双相碳包覆(原位无定形碳和碳纳米管网络)协同优化的NASICON型Na3-xV2-xTix(PO4)3@C(0≤x≤1)正极材料，系统揭示了Ti取代对晶体结构演化与电化学性能的协同调控机制。Rietveld精修结合能量色散光谱法(EDS)证实，Ti成功进入晶格并诱导晶格参数收缩，从而有效拓宽钠离子传输通道。通过液相包覆法构建的原位无定形碳与高度石墨化的碳纳米管复合构建三维导电网络，显著提升电子电导率。经筛选得到最佳Ti取代比例和最优碳包覆涂层制备方法，电化学测试表明NVP-Ti02@C在01 C下放电比容量达11501 mAh/g,10 C高倍率下放电比容量达9098 mAh/g,1 C倍率下循环320周后容量保持率为95%。该方法为聚阴离子型钠电正极材料的体相-界面协同优化提供了新策略。
原位XRD体系在锂离子电池中的研究
嵇明翔;宋林霏;朱振东;本文对采用不同正负极材料的锂离子电池，在充放电过程中采集其原位X射线衍射（XRD）数据，通过对所得系列谱图的分析，研究电池内部材料在反应过程中的锂离子脱嵌、晶格膨胀与收缩、金属元素价态转变、相变过程与多相共存等现象，从而获取物质微观结构与晶格参数的演变规律。该分析方法有助于明确锂离子电池在不同反应过程阶段的关键特征。
热电池用真空壳体保温效果试验研究
白银祥;康二维;赵彦龙;吴涛;李佳凤;宋卫兵;孙婷;赵胜楠;王磊;何董琦;为了验证真空壳体用于热电池的保温效果，将相同的电堆分别采用不锈钢双层壁真空壳体与不锈钢壳体加玻璃纤维保温结构两种方式装配成单元电池，在60 mA/cm2电流密度下激活工作，进行了电性能及壳体典型位置的表面温度测试。结果显示：与普通壳体保温装配的单元电池相比，真空壳体装配的单元电池在高温、低温及常温下的平均工作时间延长了623 s，输出能量提升45%；壳体侧表面最高温度由221℃降至140℃，且最高温度的出现时刻由315 s延后至540 s。这些数据表明真空壳体用于热电池具有高效的保温效果，该结论有望为长寿命热电池的设计开发提供参考。
基于LabVIEW软件的透气率快速测试评估系统
原秀晶;侯国振;刘海蛟;陈学志;伦延庆;随着液态锂离子电池在各个领域的广泛应用，人们对电池的性能和安全性提出了更高的要求。隔膜作为锂离子电池的关键组件之一，对电池的性能和安全性起着至关重要的作用，但目前缺少一种能够快速评估不同类型锂电隔膜透气率的测试系统。为此，本文基于LabVIEW软件设计了一种透气率评估测试系统。通过验证，该系统可以快速实现不同锂电隔膜在不同温度条件下透气率的对比，从而对不同锂电隔膜的透气性能进行评估。该系统的设计和实现为锂电池行业提供了一种有效的工具，有助于提高电池性能和安全性，推动锂离子电池技术的发展。
弛豫时间分布方法分析过充对阻抗的影响
崔莞琪;李丽娟;宋林霏;朱振东;本文研究了不同倍率过充对三电极锂离子电池阻抗的影响。通过02 C电流进行过充实验，使用弛豫时间分布(DRT)方法分析了电池过充前后在不同荷电状态(SOC)下的阻抗变化。结果表明，过充会导致电池的电荷转移阻抗(Rct)和固态电解质界面(SEI)膜的阻抗(Rf)增加；且过充会使得DRT曲线中对应的SEI膜阻抗的峰增加，对应SEI膜的成分发生变化。
基于复合相变材料的锂电池热管理设计及热失控抑制研究
陈涧涵;陈芗昱;陆凌瑞;本文开创性地研制出一种新型的相变材料（PCM）。通过分子极性调整、低温溶剂热自组装及智能温区调节等技术，有效解决了传统PCM存在的分相合成高耗能和温区固定等技术难题。该材料借助动态氢键网络，使无机盐复合体系在历经5 000次相变循环后彻底避免分相情况，且相变焓保持率高于98%。创新的低温合成工艺（温度≤80℃）与传统的熔融法相比，能耗降低了60%，使材料具备0688 W/（m·K）的高导热系数。这种PCM能够在-10℃至80℃的宽温域内精确设定相变温度，其导热系数随着温度自动提高，控温精度提升至±03℃。在储能场景的快充过程中，该PCM可将电池最高温度控制在45℃以下（温差<15℃），使电池循环寿命提升50%。在化学电池储能和冷链等应用场景中，该材料也显著提升了系统的能源效率与工况温度稳定性。本研究为多种场景下的热管理系统提供了高稳定性、低能耗与智能化的解决方案，具有重要的工程应用价值与广阔的市场前景。
无模组电池包保温结构设计与性能分析
邓辉龙;张红松;李家敏;随着电动车与可再生能源存储系统的广泛应用，电池包的保温性能日益成为关键技术指标。本文围绕无模组电池包的保温性能进行设计与分析，以某款纯电动车的电池包为例，运用传热学原理对其箱体进行分析，识别影响电池包保温性能的主要因素。利用CATIA软件构建电池包三维模型，并采用Star-CCM+软件的热流耦合方法对电池包温度场进行仿真模拟。结果表明：电芯在-20℃下保温6 h的降温速率约为367℃/h，在55℃下的升温速率约为283℃/h。通过实验与仿真结合，验证了该电池包保温层可有效满足保温要求，具有良好的应用前景。
锂离子电池常用电性能检测的研究
林嘉铭;陆瑞强;程文彬;莫梁君;在锂离子电池的生产及应用过程中，电性能检测是不可或缺的重要环节。锂离子电池的电性能检测是保障其安全性和推动其研发进程的核心环节。本研究针对锂离子电池关键电性能指标（容量、容量保持率、循环稳定性）的检测需求，采用多组充放电循环测试方案，采集不同充放电方案的数据，绘制相应的电压-容量曲线、容量衰减曲线。测试表明：温度、截止电压和倍率等测试条件均会对锂离子电池的容量保持率产生影响，且锂离子电池寿命会因此下降。通过数据可视化生成的衰减曲线，可清晰识别电池的容量衰减过程。该研究不仅为锂离子电池的筛选提供量化依据，也为锂离子电池的研发提供数据支持。
钴酸锂前驱体四氧化三钴洗涤降硫工艺
陆从理;李智超;马源;孙卫华;四氧化三钴是锂离子电池正极材料钴酸锂的关键原料。本研究旨在通过优化洗涤脱硫工艺，降低四氧化三钴中的硫含量(质量分数)，以提高钴酸锂的电化学性能。文中分别探究了纯水、碳酸氢铵溶液及氢氧化钠溶液的洗涤脱硫效果，确定了三种洗涤液的最佳工艺条件。在此条件下，四氧化三钴中硫含量可分别控制在2×10-4、1×10-4和1×10-5以内，且不会引起粒度分布和微观形貌的改变。