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期刊信息/Journal information
储能科学与技术
化学工业出版社
储能科学与技术

化学工业出版社

丁玉龙

双月刊

2095-4239

energystorage_cip@163.com;esst_edit@126.com

010-64519601/9602

100011

北京市东城区青年湖南街13号

储能科学与技术/Journal Energy Storage Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《储能科学与技术》（Energy Storage Science and Technology）是化学工业出版社、中国化工学会联合主办的国内唯一的储能专业期刊，由中国石油和化学工业联合会主管，国内统一刊号CN 10-1076/TK，中国科学引文数据库核心期刊（CSCD）、中国科技核心期刊，中国化工学会及储能工程专委会会刊。目前已被美国《乌利希期刊指南（网络版）》（Ulrichsweb）、英国科学文摘数据库（INSPEC）和美国《化学文摘（网络版）》（CA）收录，荣誉主编为英国伯明翰大学丁玉龙教授。
正式出版
收录年代

    用于低温锂金属电池的固态电解质技术研究进展

    李想刘德重袁开陈大鹏...
    2327-2347页
    查看更多>>摘要：固态锂金属电池因其理论上的高能量密度和安全性成为下一代锂二次电池的重要发展方向.然而,由于低温下(≤0℃)固态电解质离子电导率下降、电解质/电极界面处阻抗增加,固态锂金属电池在低温下的电化学性能快速劣化,为推进固态锂金属电池的实用化进程,亟须提升固态电解质在低温下的性能.本文围绕固态电解质的先进新兴技术,从材料层面切入,对近年来受到广泛关注的固态锂金属电池在低温领域的进展进行了梳理.首先介绍了固态锂金属电池的低温化学特性和失效机制,从本体离子传输、界面电荷转移、电极表面结构、锂金属稳定性等方面进行了归纳和分析.其次根据不同类型的固体电解质,对低温运行的先进金属锂电池的设计技术进行了总结,详细介绍了无机、聚合物及复合固态电解质的设计原理、化学组成-性能关系及界面优化策略等.最后从新材料、新表征、新机理及新标准四个维度对低温固态锂金属电池的未来实用化研究方向进行了展望,为低温固态锂金属电池的合理设计提供参考.

    固态电解质锂金属电池低温离子电导率

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    低温钠离子电池正极材料研究进展

    林炜琦卢巧瑜陈宇鸿邱麟媛...
    2348-2360页
    查看更多>>摘要：由于钠储量丰富且成本低廉,钠离子电池(SIBs)在大规模储能应用中引起了广泛关注.然而,SIBs在一些高海拔、深海、航空中的应用一直受到低温环境的影响.极端温度下会导致钠离子扩散系数的降低、迁移动力学缓慢、钠枝晶的形成和严重的界面反应,再加上钠的反应容易发生不可逆相变,从而严重降低SIBs的电化学性能和安全性能.因此,正极材料的合理设计和改性对于优化SIBs的低温性能具有重要意义.本文综述了近年来SIBs包括层状金属氧化物、聚阴离子化合物及普鲁士蓝类似物在内的各大正极材料在低温环境下的研究进展:层状氧化物材料在低温下电化学反应过程中经历较多的相变和结构变化,循环寿命受到一定的限制;聚阴离子类材料较大的阴离子基团使得材料的能量密度受到一定的限制;普鲁士蓝类似物高纯度的合成还是低温条件下的一大难题.现有表面包覆、晶格掺杂、结构优化等多种策略可以改善正极材料出现的上述问题.本文还进一步深刻剖析了优越的电化学性能与各种正极材料改性手段之间的构效关系;总结了SIBs低温下的发展现状与挑战,即低温对充放电中动力学反应的极大限制,以及不可避免的正负极材料和电解质之间的相互影响;并提出了自己的一些见解,为推动SIBs正极材料在低温下的进一步发展提供参考.

    钠离子电池低温性能正极材料改性研究

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    锂电池百篇论文点评(2024.04.01-2024.05.31)

    郝峻丰朱璟申晓宇岑官骏...
    2361-2376页
    查看更多>>摘要：该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,以"lithium"和"batter*"为关键词检索了Web of Science从2024年4月1日至2024年5月31日上线的锂电池研究论文,共有6423篇,选择其中100篇加以评论.正极材料方面主要研究了高镍三元、富锂正极材料的包覆和掺杂改性,以及其在高电压下所发生的表面和体相的结构演变.合金化储锂负极材料的研究侧重于复合电极结构设计和各类黏结剂的开发,以缓解循环过程中负极材料的体积变化,维持电极完整性.固态电解质的研究主要包括对现有固态电解质的合成、掺杂、结构设计、稳定性和相关性能研究以及对新型固态电解质的探索.其他电解液和添加剂的研究则主要包括不同电解质和溶剂对各类电池材料体系适配的研究,以及对新的功能性添加剂的探索.固态电池方向更多关注于复合正极设计、界面改性和影响锂枝晶生长的因素,出现了更多关于固态锂硫电池的研究论文.液体电解质电池技术偏重复合锂硫正极、锂硫电池"穿梭效应"的抑制、新电极制备技术以及锂界面枝晶及副反应抑制等.关于电池产热和气体成分、失效机制、热失控、界面稳定性的测量和分析论文也有多篇.

    锂电池正极材料负极材料电解质电池技术

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    镍钴氢氧化物正极材料制备及镍锌电池性能研究

    陈晓羽刘宇白一帆应佳俊...
    2377-2385页
    查看更多>>摘要：镍钴氢氧化物由于理论比容量高、经济效益良好、来源广泛等优点,被广泛应用于镍锌电池中作为电极材料.本工作采用共沉淀法,调控具有不同镍钴比例的硝酸盐溶液,在室温环境下一步合成镍钴双金属氢氧化物,并将其制备成镍锌电池正极材料.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等对所合成的样品进行表征,观察其微观形貌结构,采用电化学工作站等研究其作为镍锌电池电极材料的电化学性能.研究发现,采用高浓度NaOH溶液作为电解液,比其他通过共沉淀法所制备的镍钴氢氧化物在镍锌电池中所表现出的容量更高.结果表明,当镍钴投料比为4∶1时,样品具有最为出色的容量表现,其中,Ni4Co1-LDH样品在电流密度为0.5 A/g时容量可以达到327.9 mAh/g.将其作为正极材料、锌箔作为负极,与高浓度的NaOH溶液一起组装成镍锌电池进行电化学测试,在0.5 A/g电流密度下具有230.7 mAh/g的容量,该研究兼具材料合成快速和性能表现良好等优点,研究结果有望为镍锌电池性能优化提供新思路.

    共沉淀法镍钴氢氧化镍正极材料镍锌电池

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    基于专利数据挖掘的固态锂电池关键材料分析

    周洪辛竹琳付豪张强...
    2386-2398页
    查看更多>>摘要：固态锂电池作为下一代高性能储能技术,其关键材料的研发对于提高固态锂电池的能量密度、稳定性和安全性至关重要.本文以全球固态锂电池专利为研究对象,基于文本挖掘方法提取和整理固态锂电池专利文献中的材料信息,通过主要材料分布和共现网络重点分析了固态锂电池的材料分布特点和潜在研发材料,通过机构-材料的分布和共现网络重点分析了主要研发机构的材料布局和研发重点,梳理了2021年以来固态锂电池专利中出现的新材料及其研发机构,揭示了固态锂电池材料领域的现有研究热点和未来发展趋势.研究结果显示,锂、铝、镧、磷、硫化物等材料在固态锂电池专利中占据重要地位;大部分机构围绕核心材料进行创新和合作,在材料开发和应用方面具有相似的策略;少数重要机构积极开发固态锂电池的新材料并广泛布局相关专利,对固态锂电池的材料开发、技术创新和商业化有推动作用.本文为固态锂电池材料的分析和挖掘提供了新的方法,为固态锂电池的材料研发和技术创新提供参考.

    固态锂电池固态电解质专利分析关键材料材料挖掘

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    高温淬火对钠离子电池锰基层状正极材料结构和性能的影响

    谭仕荣尹文骥曾翠鸿黎小琼...
    2399-2406页
    查看更多>>摘要：作为钠离子电池正极材料,锰基层状氧化物具有理论储钠容量高、成本低和热稳定性高等优点,但也存在因结构畸变、Na+/空位有序以及过渡金属空位等带来的循环稳定性问题.研究表明,抑制过渡金属空位可有效提升锰基层状氧化物正极的电化学性能.为此,本工作对比研究了溶胶凝胶制备过程中高温淬火对Na0.67Fe1/3Co1/3Mn1/3O2(NFCMO)结构和性能的影响.结果表明,相比于未经高温淬火处理的NFCMO,高温液氮淬火合成的NFCMO-LN具有更高的比容量和倍率性能.NFCMO和NFCMO-LN在0.1C下的初始放电比容量分别为91.1 mAh/g和129.8 mAh/g;1C倍率下循环100周后的容量保留率分别为100%和90%.即使在10C的高倍率下,NFCMO-LN仍能提供56.2 mAh/g的放电比容量.结构分析表明,高温液氮淬火能有效抑制过渡金属空位的产生,提升了材料的结构稳定性.研究结果为钠离子电池正极材料的结构设计和电化学性能优化提供了一种可行的技术途径.

    钠离子电池层状氧化物锰酸钠掺杂淬火

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    工业尺寸阳极支撑SOFC亚微米GDC隔离层的制备及性能

    李宗迅吕秋秋赵浩宇贺建宇...
    2407-2413页
    查看更多>>摘要：氧化钆掺杂氧化铈(GDC)隔离层是固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要组成部分,可以有效地阻止高性能阴极La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)和Y0.16Zr0.84O2-δ(YSZ)电解质之间的副反应.但通过传统湿法陶瓷技术制备的GDC隔离层致密度低、厚度大,不仅不能有效阻止Sr等元素的扩散,还会增大电池的欧姆阻抗;而先进镀膜技术虽可以制备致密的GDC隔离层,但其工业成本高,推广应用困难,对于非平板型电池电解质表面的适应性较差.在前期研究工作中,提出了一种制备致密GDC隔离层的新方法,通过水热原位生长在YSZ电解质表面成功生长了超薄致密的GDC隔离层,制得的阳极支撑体单电池也具有良好的电化学性能.在此基础上,将水热溶液体积放大60倍,在10 cm×10 cm级工业尺寸阳极支撑单电池YSZ电解质表面成功制备了0.7 μm厚的连续致密GDC隔离层,构建了GDC/YSZ双层电解质,显著降低了单电池面电阻,提高了输出性能.在720℃,单电池在0.7 V工况的输出功率达到了61.6 W,实现了工业尺寸SOFC单电池致密GDC隔离层的低成本制备和高性能输出,验证了水热原位生长技术的工业应用可行性.

    工业尺寸SOFCGDC隔离层水热原位生长电解质界面

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    能源转型下基于碳排放与新能源阶梯惩罚的抽水蓄能双层优化研究

    侯世豪赵波张利
    2414-2424页
    查看更多>>摘要：伴随"双碳"目标推进,高比例新能源并网,火电有序退役,抽蓄作为灵活性调节资源加快建设,合理规划是确保电力系统多能源稳定、可持续转型的重中之重.首先,本文针对高比例新能源场景,开展抽水蓄能容量规划及调度优化方法研究,以系统各电源全寿命周期成本、碳排放和弃电惩罚成本最小化为上层优化目标,以系统各电源碳排放量和风光出力波动最小化作为下层优化目标,构建抽水蓄能双层优化模型.然后,本文研究了星鸦算法与遗传算法、灰狼算法各自的优劣性,通过对星鸦算法参数自适应优化,得到具备更佳寻优能力与速度的算法,结合CPLEX对双层优化模型求解.最后,通过引入碳排放与新能源弃电阶梯惩罚机制,对模型上下层优化目标起到促进作用.算例结果表明,该区域电网中抽水蓄能需加快建设约74.21%,火电需合理退役约40.79%,同时构建模型能够有效降低系统综合成本约5.80%,减少弃风弃光约20.43%,降低系统碳排放量约25.96%,平抑风光出力波动约1.18%,验证了模型的有效性与合理规划的重要性,为电力系统中长期规划提供参考.

    高比例新能源抽水蓄能阶梯惩罚成本双层优化

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    储能锂离子电池高温诱发热失控特性研究

    刘承鑫李梓衡陈泽宇李鹏祥...
    2425-2431页
    查看更多>>摘要：储能系统是新型电力系统的重要支撑,锂离子电池储能是当前主流发展方向之一.电池安全性是制约锂电储能系统的重要技术瓶颈.本文研究了锂离子电池高温诱发热失控的电热响应特性,设计了在自然对流换热情况下的逐级升温实验,基于谢苗诺夫理论对电池不同阶梯温度点的失效规律进行了分析,结合电池内部副反应探究了各温度区间的电压变化、电压平均下降率以及自生热特性.研究表明电池在140～160℃区间爆发热失控、最高温度达到464.6℃,热失控过程中的破裂漏气现象对最高温度有着显著影响;当电池荷电状态降低为50%时,电池可由热失控转为功能性失效.研究结论为进一步的安全管理与热失控抑制研究提供了基础.

    锂离子电池电池安全热失控过温故障热分析

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    智能电子控制系统在低温电池管理中的应用与优化

    聂璐璐原立格
    2432-2434页
    查看更多>>摘要：低温电池针对化学电源低温缺陷而研发,广泛应用于极地科考、医疗电子、电力通信、公共安全等领域,正日益成为锂电池行业的重要组成部分.智能电子控制技术使系统有更高的自主分析和决策能力,在低温电池制造管理中具有应用前景.本文研究总结了低温电池研发现状和发展方向,把握各类低温电池特性,基于此分析电池智能化管理技术及方案,保障极端情况下电池管理系统性能,旨在提升新兴电池技术的管理水平.

    低温电池智能控制技术电子信息系统优化方案

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