钠离子蓄电池研发及应用

随着锂离子电池应用范围日益扩大,锂的需求量大大增加,然而锂的储量是有限的,地壳中的锂元素较少且昂贵,且分布不均,这对于发展长寿命大规模储能电池来说,是一个重要问题.基于此背景,我们迫切需要开发新型的长寿命储能器件.这就使人联想到同主族的另一种碱金属钠.它具有和锂相似的电化学性质,而且钠在地壳中分布相当广泛,是储量丰富度排第六的元素,约占2.74％.     

新一代动力锂离子电池研究进展

满足新能源汽车用动力电池的高比能量、快速充电、长寿命等需求,使电动汽车达到燃油车接近的使用条件,是电池研究者追求的目标。新一代锂离子动力电池包括全固态锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池等。介绍了这些锂离子电池的研究进展,分析了当前的研究热点,并对今后的研发态势进行了展望。     

阳极预锂化锂离子电池老化过程的演变及分析

石墨/磷酸铁锂电池具有寿命较长、原料来源广、成本较低等优点,是用作储能电池的优秀候选者.然而,由于活性锂消耗造成的不可逆容量损失是制约磷酸铁锂电池使用寿命的关键因素.预锂化技术通过添加一定量的活性锂来补偿锂离子电池使用过程中对可循环活性锂的消耗,使其与正常磷酸铁锂电池相比,在相同循环次数或存储条件下能够获得更高的容量和...     

现代热电池电极材料现状及展望

现代热电池基本电化学体系是锂合金 二硫化铁 (LiMx FeS2 )。锂铝 (LiAl)、锂硅 (LiSi)合金已广泛应用 ,三元锂合金也有报道 ,锂硼 (LiB)合金由于几乎完美的特性 (高电位、高容量 )现已引起人们特别关注。FeS2 电压较低 ,但容量大 ;五氧化二钒 (V2 O5)、锂钒氧 (LVO)等其它正极材料电压高、容量较小。热电池发展方向是大功率、长寿命 ,寻找新的热电池正极材料替代现有的FeS2 电极将是未来热电池电极活性材料研究重点     

钛酸锂体系锂离子电池综述

钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))是一种零应变材料,是高倍率、长寿命锂离子电池负极材料的首选。分析了几种不同钛酸锂体系锂离子电池国内外研究现状及应用前景,为钛酸锂体系锂离子电池研发及应用提供了参考。     

锂硫电池正极材料研究进展

锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系,将是下一代电动汽车以及混合电动汽车的化学能源。通过十余年的研究和开发,虽然对其电化学过程中复杂反应机理还没有完整系统的理论描述,但是围绕锂硫电池的研究取得了很多成果。回顾了过去十余年在锂硫电池正极材料领域取得的研究成果,介绍了锂硫电池正极材料的研究现状,分析了该体系的缺陷和存在的问题,并展望了今后锂硫电池的研究方向。     

计及储能电池寿命的工业园区经济调度模型

针对工业园区电化学储能调度中普遍不关注储能寿命折损的问题,该文建立了考虑电池寿命损耗的工业园区电化学储能调度优化模型。该模型采用一种基于放电深度的电池储能寿命损耗成本计算方法建立储能折算成本模型并通过分段线性化提升模型求解速度。此外,对大容量储能系统中的各台设备独立建模以提升调度的精度和灵活性。进一步地,在调度目标中加入荷电状态（state of charge, SOC）健康评价函数以延长电池寿命折损并优化储能设备间的协调出力。最后,通过算例验证了所提模型的有效性和经济性。     

锂离子电容器预嵌锂技术及其研究进展

锂离子电容器是近年来发展迅速的一种兼具高比容量、高比能、长寿命的高效储能器件,预嵌锂是其一项关键工艺技术。本文概述了预嵌锂工艺的技术工艺技术原理,选取近年来代表性工作,从锂源选择和嵌锂量两个重点方向进行了综述,以期对人们开发相关储能器件提供科学参考和理论依据。     

锂电池充放电保护电路的特点与工作原理分析

锂在元素周期表上位于第3位,因外层电子数为1个,容易失去从而形成稳定结构,故锂是一种非常活泼的金属。由锂元素制成的锂离子电池,具有放电电流大、内阻低、寿命长、无记忆效应等优点,现已被广泛使用。但锂离子电池在使用中严禁过充电、过放电和短路,否则将会引起电池寿命缩短或起火、     

高功率锂离子电池负极材料研究进展

针对电子产品的不断更新换代,新能源汽车的逐渐普及,电网储能应用环境的复杂多样性,以及军用装备、航空航天等领域的特殊需求,高功率、长循环寿命、高安全性成为锂离子电池的发展方向.锂离子电池的核心组成部分负极材料储锂与脱锂的速率直接决定了电池的快速充放电能力,并且直接影响电池的循环稳定性.论述了石墨、无定形碳、钛酸锂、合金材料以及过渡金属氧化物等负极材料的研究现状、提高倍率性能的方法以及负极预锂化技术,并对未来高功率负极材料的发展方向进行了分析与展望.     

考虑运行寿命内经济性最优的梯次电池储能系统容量配置方法

退役动力电池的梯次利用是电动汽车行业可持续发展急需解决的问题.为确保梯次电池储能系统的经济性,在规划阶段需对储能系统进行容量配置,提出了基于雨流计数法和等效循环寿命法的梯次电池寿命评估方法.考虑容量保持率变化对储能系统寿命和经济性的影响,以储能系统实际运行寿命内净收益总和最大为目标,提出了梯次电池储能系统容量配置方法,...     

磷酸铁锂退役电池储能系统健康度在线评估研究

电池健康度快速在线评估是提高退役电池储能系统运行过程一致性与安全性的重要技术之一。对磷酸铁锂退役电池储能系统健康度在线评估进行研究,采用概率密度函数分析磷酸铁锂退役电池储能系统充电电压变化特征,以及充电电压与电池健康度的关系。研究结果表明,在单体电池充电电压范围较为一致时,电池健康度与充电电压最大概率密度之间有较好的线性关系;在单体电池充电电压范围相差较大时,抛物线拟合模型能够较好地反映充电电压最大概率密度与电池健康度之间的关系。利用构建的电池健康度模型,通过实时采集磷酸铁锂退役电池储能系统充电电压数据,可以实现电池健康度的快速在线评估。     

固体电解质在锂空气电池中的应用

锂空气电池的理论比能量高达3 505 Wh/kg,是新一代高比能电池的研发热点,有望应用于清洁能源、电动汽车及其他储能系统上。当前普遍研究的以有机电解液为基础的非水系锂空气电池存在着电解液挥发、分解以及锂负极粉化腐蚀等问题,这些问题极大地限制了锂空气电池的发展。固体电解质有高电位下稳定、不挥发、致密坚固的特点,使用固体电解质有望从根本上解决上述问题,推动锂空气电池的发展。从固体电解质的选择,固体电解质复合空气正极,电池性能等方面对近年国内外的研究进行总结,并对未来的研究方向进行展望。     

计及电池寿命的储能参与调频市场收益分析

储能作为重要的高弹性资源,能够为电网运行提供调峰、调频等辅助服务。针对电力市场环境下储能参与调频市场机制与考虑储能寿命的收益模型开展研究。基于基本市场框架建立了储能参与调频市场收益模型,分析储能充放电速率、充放电深度和储能荷电状态对储能电池寿命衰减的影响,通过类雨流计数法考虑了储能循环寿命对调频收益的影响。根据浙江电力市场典型方式仿真数据,对不同储能电站规模、储能放电容量及电池100%充放电深度循环寿命次数下的储能参与调频市场全寿命周期收益进行仿真分析,为相关研究提供参考。     

新能源机车应用背景下的电池储能系统配置方法

锂离子动力电池储能系统是新能源机车的关键组成部件,因此基于磷酸铁锂动力电池配置方案、电池管理 系统设计以及配套电池车充换电系统提出了新能源机车应用背景下的电池储能系统配置方法,可为新能源机车的实际 工程设计提供参考.     

储能用锂离子电池管理系统研究

锂离子电池因其性能优异在高电压大容量的储能系统得到了广泛的应用。锂离子电池管理系统是延长电池循环寿命,维护电池安全运行的关键。针对储能用锂离子电池的特性,该文讨论了储能用锂离子电池管理系统的结构,重点介绍了电池管理系统的主要功能,特别是单体电池数据采集功能、电池状态估计功能和均衡管理功能,并分析了状态估计和均衡管理方法的优缺点,对其实现策略进行了评价。     

储能铅炭电池的性能与失效研究

目的,研究储能铅炭电池的充放电性能和失效原因;方法,对储能铅炭电池和普通储能电池进行大电流放电性能测试、充电接受能力测试、HRPSoC循环测试和常规循环测试。分析了储能铅炭电池和普通储能电池在不同工作模式下的失效模式,并研究了在不同工作模式下造成电池失效的主要原因;结果,储能铅炭电池具有良好的大电流充放电能力和突出的循环寿命优势;结论,正极板失效,包括正极板栅腐蚀和正极铅膏泥化,是储能铅炭电池在循环测试中寿命终止的主要原因。     

美国研究人员用木纤维制出长寿命环保钠离子电池

据报道,近日美国马里兰大学的研究人员采用木纤维、盐和锡制成了一种低成本、高效、长寿命、环保的新型钠离子电池,其非常适用于大型储能领域.研究人员称这种电池是迄今为止最有效、寿命最长的纳米电池,初始比容量为339 mAh/g,循环寿命超400次.相比较而言,锂离子电池的典型循环寿命也大概在300～500次之间. 钠离子电池目前还处于研发阶段,它比锂离子电池更加适用于大型储能领域的原因有两个方面:一方面是因为钠成本低廉,储量丰富;另一面是因为钠更具环保特性.因为钠的储能效率不如锂,所以这种新电池不可能应用在如笔记本电脑或智能电话等这些结构紧凑、小巧的器件上.但是钠离子电池要想真正用于储能领域,还有许多困难有待解决.     

新闻

<正>靠"呼吸"氧气充放电中科院青能所在锂空气电池正极材料研究中取得新进展锂空气电池作为锂离子电池的理想替代者,受到了研究人员的广泛关注。近日,中科院青岛生物能源与过程研究所在锂空气电池研究方面取得突破,通过对催化剂的研究,大大提高了锂跟空气中氧气结合与分解的效率,从而提高电池充放电效率,有望成为未来电动汽车的理想电源。"对锂空气电池的研究应用前景是非常广阔的。"中科院青能所仿生能源与储能系统团队研究员崔光磊向记者介绍了他们的团队在锂空气电池研究方面的新进展。锂空气电池的理论比能量为5 200 Wh/kg,高出现有电池体系1到2个数量级,也就是说单位质量的电池放     

基于改进移动回归滤波的储能实时平抑功率波动

为提高储能系统平抑风功率波动的经济性,提出了一种基于改进移动回归滤波的电池集成储能双层控制策略。上层控制中,基于改进的移动回归滤波风功率平滑策略,引入权重机制来减小控制过程中的相位滞后,并推导出基于加权回归的风功率平滑模型,使并网功率与风功率相位接近,以减少储能额定功率需求和运行负担,通过移动数据窗实现实时控制;下层控制中,将电池储能系统划分为充放电特性不同的两部分独立跟踪功率,以减小频繁充放电对电池寿命的影响,并根据荷电状态（state of charge,SOC)反馈信号判断其是否达到充/放电限值,而后切换2组储能充放电模式转换,并构建基于雨流计数法的寿命评估模型评估电池储能实际运行寿命。通过实际风电池数据对所提策略的进行验证,结果表明：所提方法可有效减少并网功率相位滞后,降低电池储能系统额定功率需求和运行负担,相较单电池储能控制,电池寿命提升了数倍。