摘要 — 本研究对循环实验过程中两种锂离子电池的电气性能变化进行了比较。实验包括一系列完全充电/完全放电循环,充电和放电阶段为恒定电流和恒定电压。对这两种电池进行的测试的主要区别在于每次循环充电后的休息时间。对于一个电池,这个时间为 1 小时,而对于另一个电池,这个时间为 1 分钟。分析包括容量、充放电时间、休息期间的电压变化和内阻。结果表明,就分析的特性而言,这两种电池的退化行为没有显著差异,这可能主要是由于相对于与容量恢复等现象相关的时间常数,休息时间相对较短。索引词 — 电池老化、循环测试、内阻、休息时间、效率、电压弛豫。
进入21世纪以来,我国发展迅速,电动汽车作为汽油车的替代逐渐进入大众视野。目前,电动汽车换电问题正成为制约其发展的主要因素,新能源的合理开发与研究成为当务之急。微电网成为符合要求的合理产品。然而微电网系统并非十全十美,如今的换电站集充放电储能功能于一体,与微电网互动形成能量交换。然而,如今的微电网系统面临能源供需关系紧张、负荷不稳定等问题。如何协调微电网与电动汽车换电站两个运营主体的良好互动,保证各自的利益,最终实现节能减排、利于社会发展的目标具有很强的现实意义。
随着移动设备的快速发展,电能存储在固定电网、智能机器人、混合电动汽车等领域受到广泛关注,这些应用场合要求储能系统与元件具有电能充放电速度快、可靠性高、重量轻等特点。1 – 6 柔性电容器因具有柔性、密度低、易集成等特点,在电子电气领域得到广泛的应用。双向拉伸聚丙烯(BOPP)被广泛应用于商业化的柔性储能装置中。然而,由于BOPP的介电常数低(1 kHz时为2),其储能性能(Ue)仅限于1 – 2 J cm 3 @ 660 kV mm 1,这对开发电子设备中的储能元件非常不利。7,8 介电电容器储能是当今最常用的储能材料之一。
在本研究中,我们报告了表面改性活性炭 (AC) 的合成。活性炭的表面已使用银纳米粒子进行改性。合成过程简单、成本有效且环境友好。改性 AC 粉末已使用 X 射线衍射、扫描电子显微镜和表面积和孔径测量进行了表征。通过使用镁离子基聚合物电解质制造 EDLC 的对称配置,测试了所制备材料的电化学性能。使用循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流充放电技术对电池进行了测试。含有 3 wt% 银的 AC 呈现出最佳效果,比电容约为 398 F g − 1 能量密度,功率密度为 55 Wh kg − 1 和 2.4 kW kg − 1,使其成为超级电容器应用的有趣材料。
消除正极材料中关键金属的使用可加速全球可充电锂离子电池的普及。有机正极材料完全来自地球上丰富的元素,原则上是理想的替代品,但由于导电性差、实际存储容量低或循环性差,尚未对无机正极构成挑战。在这里,我们描述了一种层状有机电极材料,其高电导率、高存储容量和完全不溶性使锂离子可以可逆地嵌入,使其能够在电极层面上在所有相关指标上与无机基锂离子电池正极竞争。我们优化的正极可存储 306 mAh g –1 正极,能量密度为 765 Wh kg –1 正极,高于大多数钴基正极,并且可以在短短六分钟内完成充放电。这些结果证明了可持续有机电极材料在实际电池中的操作竞争力。
摘要:随着低碳经济的不断发展,利用可再生能源替代化石能源的能源结构调整已成为必然趋势。为提高可再生能源在电力系统中的比例,提高可再生能源制氢发电系统的经济性,本文基于电化学储能和氢储能技术,建立了风光互补氢储能系统运行优化模型,采用自适应模拟退火粒子群算法进行求解,并与标准粒子群算法进行了比较。结果表明,改进算法求解的日前运行方案全天可节省系统运行成本约28%。算例分析结果表明,建立的模型充分考虑了系统中设备的实际运行特点,在分时电价机制下,通过调节从电网购入的电量和蓄电池的充放电功率,可以减少风能和太阳能的浪费。系统日前调度优化在保证制氢功率满足氢气需求的同时,实现了日系统运行成本最小化。
用于生产电池阴极的电解质由特殊混合物组成,包括氯化钠和镍粉颗粒。这是弗劳恩霍夫研究所IKTS历时8年的研究成果。目前电池组装过程正在如火如荼地进行中。大约一半的电池已经完工并成功投入运行。测试正在持续进行中。单个细胞的各个细胞成分之间的连接对于细胞的质量和寿命至关重要。其中,专门开发的激光焊接工艺尤其值得关注。使用工业微型计算机断层扫描 μCT 扫描仪通过复杂的测试程序优化和验证了每个原型电池焊接封闭后所有组件的精确对准、正确的填充水平和成分以及电池初始化后阴极材料的行为。随后对各个电池进行的充放电性能测试到目前为止都是令人满意的,显示出了预期的结果。到目前为止的拒绝率也很低,符合预期。
纳米技术取得重大进展的另一个领域是热电能量转换。具有工程化声子和电子传输特性的纳米结构材料能够高效地将废热转化为可用电能。通过操纵纳米材料的尺寸、形状和成分,研究人员正在实现热电效率的空前提高,为从工业过程、车辆甚至人体中收集能量提供了新的可能性。储能是可持续和可靠能源基础设施的关键组成部分。纳米技术正在通过提高电池和超级电容器等储能设备的性能和耐用性来彻底改变这一领域。石墨烯和碳纳米管等纳米材料具有高表面积和出色的电导率,可实现更快的充放电速率和更高的电池能量密度。此外,纳米工程允许设计具有增强离子和电子传输的电极结构,从而延长循环寿命并提高整体性能 [3]。
摘要:为提高电解槽产氢效率,充分利用风能,保证供电可靠性,针对产氢效率特点,提出非并网风氢混合储能系统容量优化配置方案,分析电解槽工作区间特点,优化电解槽工作区间;综合考虑电池充放电、设备容量及功率特点,制定适用于6种工况的能量管理策略,建立系统成本与可靠性定量多目标函数,采用快速非支配排序遗传算法(NSGA)-II求解优化模型,确定最优储能容量组合。随后,对内蒙古某牧区风速数据进行实测,并进行详细分析。分析结果表明,电解槽始终运行在最优工作区间,优化后的风氢系统供电经济可靠。该研究为实际工程应用提供了参考。
摘要:通过溶胶-凝胶法制备了几种组合,包括 (1-xy) NaNi 0.7 Co 0.3 O 2 、xNa 2 MnO 3 和 yNaCoO 2 体系。已经应用化学计量的 NaNO 3 、Mn (Ac) 2 ∙4H 2 O、Co (Ac) 2 ⋅ 4H 2 O 和 Ni(NO 3 ) 2 ⋅ 6H 2 O 对 28 个样品进行了测试。我们证明,包括掺杂 Al 的 Na 1.5 Ni 0.117 Co 0.366 Al 0.017 Mn 0.5 O 2 在内的样品是 NIBT 中正极材料的最佳组成,因为该组合中的钴 (Co) 含量低于 NiCoO 2 。从 Co 使用成本和毒性的角度来看,这一点很重要。通过在2.0-4.0V范围内进行循环测试,分析了正极材料的充放电行为。结果表明,此类样品可以高效地消除Co不适合的缺点,也可以替代比Li更便宜的Na。