高海拔变电站蓄电池及UPS容量选择及修正

高海拔地区环境温度、空气密度及气压低,在选择变电站站用蓄电池及UPS容量时应进行必要的修正,以满足变电站的用电需求。结合阿里与藏中联网工程的某500 k V变电站项目,对高海拔变电站蓄电池及UPS容量选择进行了探讨分析,希望能为类似工程提供参考。     

计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略

高比例风电的接入和需求响应技术的应用对分布式架构下的多微电网系统有功功率动态平衡提出了更高的要求,有必要充分利用灵活性资源对系统进行协调调控.提出一种新颖的灵活性电池储备模型对多微电网系统灵活性备用容量进行评估,定义虚拟灵活性电池储备模型对风电场备用与需求响应负荷备用进行评估,充分挖掘其调频的潜在能力.在此基础上,基于一致性算法求解该模型下各微电网的功率分配,提出计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略,实现分布式架构下灵活性资源的协调优化.通过华东某地区实际数据验证了所提策略的有效性.算例结果表明,协调优化源-荷灵活性储备资源在保障风电消纳的同时,实现了分布式架构下系统的动态功率平衡.     

基于储能型开关电感准Z源逆变器的模型预测控制

针对传统准Z源逆变器(quasi-Z-Source Inverter,QZSI)升压能力和功率协调控制能力的不足,本文提出将储能电池与开关电感型QZSI相结合构成储能型开关电感QZSI(Energy-Storage Switched-Inductor QZSI,ES-SLQZSI),提高了系统升压倍数和功率协调能力,并针对ES-SLQZSI系统,提出一种基于有限集模型预测控制(Finite Control Set-Model Predictive Control,FCS-MPC)结构的功率控制策略,在单级变换系统中实现了最大功率点追踪(MPPT)和并网功率控制。建立了ES-SLQZSI的离散时间模型,基于此模型设计预测函数与代价函数。然后,设计光伏功率MPPT模块和输出功率管理模块。相比于传统多级结构的储能光伏系统,该系统结构简单,无需额外的DC-DC变换器;相比于传统双环PI PWM控制策略,该方法简单易行,所需PI控制器少,无需PWM调制器;动态响应速度优良,适合被控变量较多的非线性系统。仿真结果验证了控制策略的有效性。     

不同倍率下磷酸铁锂电池模组过充热失控特性研究

随着电化学储能技术在电力系统中的广泛应用,电化学储能技术的安全性越来越受到重视。文中以储能用磷酸铁锂电池模组(8.8 kW·h, 25.6 V,344 A·h)为研究对象,进行3次不同倍率(0.4C,0.5C,1C)的恒流过充试验,研究其在不同充电倍率条件下的过充热失控特性,并辅以starccm+软件进行热场仿真计算。结果表明,电池模组在额定充电倍率0.5C(172 A)和1C(344 A)下持续过充会发生起火,起火时间随着充电倍率增加而减少;充电倍率对磷酸铁锂电池模组过充行为特性影响较大,随着充电倍率的增加,热失控最高温度和峰值电压升高,过充测试时间随着充电倍率的升高而降低;不同充电倍率条件下,电池安全阀首次打开时的电压均为1.7倍额定电压,可以进一步研究以作为电池热失控预警参数。文中研究成果可为规模化储能用磷酸铁锂电池的安全性研究和电池管理系统(BMS)对过充故障的安全管理提供参考。     

新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究

采用原位合成法制备了镍-氧化镍/多孔碳纳米片（Ni-NiO/PCNs）负极材料,对比分析了氯化钠模板、退火温度和退火时间对负极材料物相组成、显微形貌和电化学性能的影响。结果表明,Ni/PCNs、Ni-NiO/C和Ni-NiO/PCNs负极材料都主要含有镍和无定型C相,且后2种负极材料还含有氧化镍相;300 ℃/4 h为Ni-NiO/PCNs负极材料适宜的退火工艺,此时Ni-NiO/PCNs负极材料中Ni-NiO粒子分散性较好且保持着三维片层结构,平均尺寸约为27 nm,Ni-NiO实现了对无定型C的包裹;退火时间过长（6 h）会使得镍粒子过氧化且发生团聚,而温度过高（400 ℃）会使得粒子以团聚为主,三维片层状结构消失。电流密度为1 A/g、循环5 000圈后Ni-NiO/PCNs负极材料的放电比容量为235 mA·h/g,此时的放电比容量约为首圈放电比容量的83.93%;Ni-NiO/C和Ni/PCNs负极材料在充放电循环过程中以及循环5 000圈后的放电比容量和容量保持率都明显低于Ni-NiO/PCNs负极材料,Ni-NiO/PCNs负极材料具有更好的循环稳定性,这主要与其具有独特的多孔三维片层结构有关。     

高镍三元正极材料表面碱性物质研究进展

高镍三元正极材料表面形成的碱性物质容易导致电池容量衰减加快、寿命缩短,因而调控三元材料表面碱性物质对于提高锂离子二次电池的功能和安全性至关重要。综述了高镍锂离子电池三元正极材料表面碱性物质的形成机理及处理手段,从不同角度阐述了环境中的水、二氧化碳对表面碱性物质形成的影响。探讨了表面碱性物质形成过程中,由于锂离子和过渡金属的迁移与固化引发的表面结构的相变现象,造成了三元正极材料的加工储存性能的恶化。还对降碱工艺中的洗涤、干燥、低温烧结等过程进行了重点说明,阐述了洗涤工艺对三元材料表面碱性物质降低及对材料性质的影响,指出需选择合适的洗涤、干燥条件,减小材料表面发生的变异。最后结合目前降碱工艺对后续研究方向提出了建议。     

无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展

综述了近年来无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展,首先介绍了已在锂电隔膜改性上商业应用的Al₂O₃和AlOOH对传统聚烯烃膜和新型静电纺丝膜的改性方法和改性效果,随后又对常规无机材料TiO₂和SiO₂粉体对锂电隔膜的改性进行了叙述,最后对BN等非常规隔膜改性无机材料进行了简介;总结和讨论了无机材料改性后隔膜的组分、结构和性能对锂离子电池综合性能的影响,并对其无机材料改性锂电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。     

化学交联聚酰亚胺隔膜增强锂离子电池性能研究

隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,用于阻隔阴极和阳极直接接触,同时为锂离子在电极间的传输提供有效通道。聚酰亚胺隔膜因其具有充放电循环寿命长、机械强度适中、良好的电绝缘性能以及自熄能力等优点,而受到广泛关注。以对苯二甲胺作为交联剂,将聚酰亚胺隔膜进行化学交联,研究了交联时间与隔膜形貌、结构及性能之间的构效关系。随着交联时间的增加,隔膜的孔隙率和吸液率逐渐降低,电解液接触角和机械强度逐渐增大。电化学测试表明,随着交联时间的增加,隔膜的本体阻抗逐渐增大,进而离子电导率逐渐降低,而交联隔膜的界面阻抗均远小于未交联隔膜,且交联隔膜的电化学窗口也均大于未交联隔膜。通过组装半电池测试发现,交联隔膜所组装电池的倍率性能和循环性能均优于未交联隔膜,当交联时间为48 h时,电池性能表现最优,循环100次以后,放电比容量为130.2 mA·h/g,容量保留率为91.1%。     

锂离子储能电池成组方式优化

电池组内单体电池的分散性问题降低了电池组的可用容量和循环寿命.针对电池成组方式对电池组可用容量与循环寿命的影响问题,基于电池的Thevenin等效模型,分析了并联电池间不平衡电流交叉现象产生的原因及作用;研究了不同成组方式对电池组可用容量的影响,提出了表征电池组容量分散性的容量极差和容量分散度指标;通过仿真分析,得到了提升电池组可用容量的组合方式.搭建了电池组性能测试平台,比较了6种拓扑结构锂离子电池模组的寿命衰减特征,遴选出了减缓电池组循环寿命衰减的成组结构.     

LiNi0.6 Co0.2 Mn0.2 O2@LiMn0.6 Fe0.4 PO4/C复合正极材料的制备及性能

采用简单的机械球磨混合法制得NCM@LMFP/C(LiNi_0.6 Co_0.2 Mn_0.2 O₂@LiMn_0.6 Fe_0.4 PO₄/C)复合正极材料,系统地研究了NCM与LMFP/C复合比例(9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5)对材料电化学性能和热稳定性的影响.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对复合正极材料的结构与形貌进行表征研究.研究结果表明:当NCM与LMFP/C复合比例小于8∶2时,亚微米级LMFP/C出现富集、团聚,将NCM包埋其中.当NCM与LMFP/C复合比例为8∶2时,LMFP/C均匀地包覆在NCM颗粒表面或填充于其颗粒空隙中,材料的电化学性能最优、热稳定性良好:电流为0.1 C和1 C时的放电比容量分别为180.1和165.0 mAh/g,均高于理论测算容量(178.9和164.3 mAh/g);循环80周后容量保持率为95.7%,优于NCM(94.9%);复合正极材料热失控温度相比于NCM提高了25℃且放热量更低.