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基于Bi-LSTM网络改进ACKF的梯次锂电池能量状态估算
宋贺雁;侯恩广;王建纲;李霄立;申刚;针对现有电池能量状态(SOE)估算方法在动态工况下存在误差累积、参数失配等适应性不足问题,提出一种基于双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)与自适应容积卡尔曼滤波(ACKF)的融合估算方法。首先,建立三阶RC等效电路模型以简化计算复杂度;其次,通过Bi-LSTM动态优化ACKF的关键参数,提升模型对电池非线性特性的捕捉能力;进一步设计噪声方程迭代更新机制,实现SOE估算的实时自适应修正。实验结果表明,该方法在初始误差较大时仍能快速收敛,SOE估算误差稳定低于0.0187%,显著优于传统滤波算法。研究为梯次利用锂电池的高精度能量管理提供了理论支撑和工程解决方案。
基于STAR-CCM+的储能Pack液冷系统冷却策略制定研究
吴成涛;姚昕烨;当今在碳中和目标下,寻求提高能源利用率的先进方法,已成全球首要关注问题。储能技术在新能源和可再生能源领域广泛应用,其中,电芯温度和系统热分布均匀性决定储能系统使用性能和安全性,一个有效的锂离子电池热管理系统是解决储能安全问题的关键。液体冷却因其高效散热、精确控温等特点已成为目前主流的储能电池热管理方式。液冷板压降是液冷系统设计过程中的重要指标,压降过大会降低系统散热效果并增加水泵功率,从而增加冷却系统能耗降低寿命。因此,储能电池Pack液冷系统冷却策略制定过程中应选择适当的冷却液温度和流量,在保证电芯在适宜的温度和温差范围内工作情况下,液冷系统压降尽可能小。本文基于STAR-CCM+仿真软件对某52个314 Ah电芯串联的储能电池Pack液冷系统进行精确的建模求解,利用控制变量法和三维曲面法探究冷却液温度和流量对电池Pack散热性能以及系统压降的最优解。结果表明冷却液温度设置在20 ℃左右、流量设置在5~6 L/min时,保证电池Pack在较优散热性能的同时控制系统能耗较低。这种方法在节约研发时间和测试成本的前提下,为储能液冷系统冷却策略制定提供相应思路。
高镍三元正极材料表面改性的研究进展与挑战
张子博;黄键烨;魏振耀;邓永红;王军;高镍三元正极材料(LiNixCoyMnzO2)作为下一代高能量密度锂离子电池的核心组件,因其高比容量和成本优势备受关注,但其循环稳定性差的问题严重制约了实际应用。本综述系统分析了高镍材料在高压循环中的失效机制,指出表面重构与机械失效的协同作用是容量衰减的核心诱因。针对上述问题,本文总结了表面改性的关键策略,包括惰性材料(氧化物、氟化物、磷酸盐)包覆、导电材料(含锂化合物、碳基材料、聚合物)包覆、表面结构修饰及复合包覆技术的协同优化。这些改性策略可显著提升高镍三元正极材料的界面稳定性与循环寿命。最后,本文展望了高镍三元正极材料未来的发展方向。
过硫酸钾正极添加剂提升碱性锌锰电池电化学性能的研究
吴梓杰;汪刚耀;莫照熙;廖友好;李伟善;为了提升碱性锌锰电池的电化学性能,本文首次采用过硫酸钾作为正极添加剂。实验表明,当过硫酸钾添加量为二氧化锰正极质量的0.5%时,LR6型电池的开路电压由不含添加剂的1.651 V提升到1.675 V,在3.9 Ω 恒阻连放至0.9 V的放电时间从404.7 min(不含添加剂)延长到414.0 min。同时,在250 mA、1000 mA、3.9 Ω、43 Ω 以及1.5 W / 0.65 W时,不同负载和放电模式下的放电性能也有所提升。经过常温(25 ℃)和高温(60 ℃)存储后,LR6型电池开路电压和放电性能均能保持相对较高的水平,展现出优异的存储性能。研究结果为提升碱性锌锰电池的性能提供了新思路,有利于促进电池的快速发展从而提高其经济效益。
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。
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。
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。
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%。
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。
热电池隔热保温材料研究进展
刘宇飞;杨志旺;热电池作为一种高能效、长贮存寿命的热激活储备电池,在军事和航天领域具有不可替代的作用。其热寿命直接依赖于隔热材料的性能,因此高效隔热材料的研究与开发成为延长热电池工作时间的核心挑战。本文系统综述了热电池隔热材料的研究进展,包括纳米多孔SiO2气凝胶复合材料、真空多层隔热结构(VMF)、金属箔片-中空骨架复合结构等新型材料的制备工艺、性能优化及实际应用。重点分析了纳米多孔气凝胶的增强改性、真空复合技术的协同效应,以及材料密度、纤维类型对隔热性能的影响。此外,总结了当前技术瓶颈,并展望了未来研究方向,如多尺度结构设计、工艺简化及多材料集成策略,为长寿命热电池的研发提供理论和技术参考。