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超级电容器纤维素/碳纳米管复合柔性电极研究进展
DOI：https://dx.doi.org/10.30919/es8d588 纤维素/碳纳米管复合柔性电极在超级电容器中的研究进展 孙哲1 齐厚娟1 陈曼慧1 郭斯通1 黄占华1,* Srihari Maganti2 Vignesh Murugadoss3 黄米娜2,3 郭占虎2,* 摘要 如今，对可穿戴、便携、可折叠的小型电子产品和人机交互界面设备的需求日益增加。因此，超级电容器由于其能量/功率密度高、充放电过程快、循环寿命长等优点，作为储能装置得到了广泛的研究。其中柔性电极材料是提升超级电容器性能的关键成分。纤维素作为一种天然柔性材料，具有成本低、来源广泛、可再生、机械性能强等特点，被用作电极的柔性基底或模板。为了提高纤维素基柔性电极的导电性和优异的电化学性能，将具有高导电性、良好的热稳定性和化学稳定性以及独特内部结构的碳纳米管（CNT）集成到纤维素基柔性电极中，制备出具有高能量/功率密度和长循环寿命性能的柔性超级电容器用纤维素/CNT基柔性电极。本文主要针对纤维素/CNT进行综述，着重总结了用于超级电容器的纤维素/CNT基复合柔性电极的组成、制备和机理，并讨论了纤维素/CNT基复合柔性电极目前面临的挑战和前景。
我国考虑负荷预测与储能系统优化配置的智能售电策略研究
摘要：随着电力体制改革的不断深入，售电公司需要采用新的售电策略，为客户提供更经济的营销方案。客户侧配置储能系统（ESS）可以参与电力相关政策，降低工商业客户的用电综合成本，提高客户收益，对于售电公司来说，也可以吸引新客户，扩大销量，快速占领市场。但目前研究的ESS评估模型大多是基于历史数据配置典型日储能容量和充放电调度指令，另外大多数模型没有充分考虑ESS的性能特性，不能准确评估储能模型的经济性。本研究提出了一种基于负荷预测、ESS优化配置参与的智能售电策略，基于长短期记忆（LSTM）人工神经网络对客户负荷进行预测分析，评估为客户增设储能的经济性。在两部制电价前提下，综合考虑能源电价和基本电价的节约效益，以最小化用户年度综合成本为目标，构建了储能系统评估模型，评估储能系统全生命周期的年化成本，以及电池容量衰减对经济性的影响。引入粒子群优化（PSO）算法对模型进行求解。通过对实际客户的算例模拟，客户的综合用电成本显著降低。此外，该智能售电策略可以根据客户的预期回收期提供不同的售电策略。与其他传统售电策略相比，该智能售电策略可以输出更准确的申报最大需量值，为客户提供更经济的解决方案。
高锌利用率的水系锌金属电池的设计策略：从金属阳极到无阳极结构
锂离子电池 (LIBs) 具有高能量密度和长寿命的特点，在便携式电子设备和电动汽车方面取得了显著成功 [1-4]。然而，由于有机电解液、锂储量不足和成本高等问题，LIBs 的进一步应用受到限制 [5-7]。因此，有必要开发替代性二次电池来取代 LIBs [8,9]。水系锌金属电池 (AZMBs) 已成为有竞争力的候选电池，因为锌 (Zn) 金属负极具有优异的理论容量 (820 mAh g −1 和 5855 mAh cm −3) 和低电化学电位 (−0.76 V vs. 标准氢电极)、丰富的锌资源，以及水系电解质固有的安全性和高离子电导率 (~ 1 S cm −1 vs. 1-10 mS cm −1 有机电解质) [10-16]。然而，锌金属负极存在析氢反应（HER）、腐蚀、钝化、枝晶生长等严重问题，导致可逆性差、循环寿命不稳定，甚至发生短路故障[17–23]。这些问题严重阻碍了AZMBs的实际应用。为了克服上述问题，人们提出了各种针对锌金属负极的稳定策略，包括表面改性、结构优化、电解质工程和隔膜设计[24–31]。然而，由于使用了远远过量的锌，这些研究尚未实现较高的锌利用率[32]。为了补偿Zn的不可逆损失，提高充放电过程的循环稳定性，研究人员通常构建Zn过量（Zn箔厚度≥100μm）、面积容量低（1-5mAh cm−2）的锌金属负极，导致负极与正极的容量比高（N/P>50），放电深度（DOD）较低（<10%）[33]。放电深度（DOD）是参与电极反应的容量占锌金属负极总容量的百分比：
高温固气可逆反应热化学储能的最新进展
摘要：太阳能是一种无限的可再生能源，其开发对于支持用可再生能源替代化石燃料至关重要。太阳能可通过聚光太阳能发电 (CSP) 与热化学能储存 (TCES) 相结合的方式利用，通过可逆固气反应转换和储存聚光太阳能，从而实现全天候运行和连续生产。目前，人们正在研究高效、经济且具有长期耐久性和性能稳定性的高温 TCES 系统。事实上，人们追求的是材料在多次充放电循环中容量损失减少或没有损失的循环稳定性。目前研究的主要热化学系统包括金属氧化物氧化还原对 (MO x / MO x − 1 )、非化学计量钙钛矿 (ABO 3 / ABO 3 − δ )、碱土金属碳酸盐和氢氧化物 (MCO 3 / MO、M(OH) 2 / MO，其中 M = Ca、Sr、Ba)。金属氧化物/钙钛矿可以在开环中以空气作为传热流体运行，而碳酸盐和氢氧化物通常需要闭环操作并储存流体（H 2 O 或 CO 2 ）。天然成分的替代来源也引起了人们的兴趣，例如丰富且低成本的矿石矿物或回收废物。例如，正在研究石灰石和白云石以提供最有前途的系统之一，CaCO 3 / CaO。基于氢氧化物的系统也在取得进展，尽管最近的大多数研究都集中在 Ca(OH) 2 / CaO 上。混合金属氧化物和钙钛矿也是广泛开发和有吸引力的材料，这要归功于它们的工作温度和储能容量的可能调整。材料的形状及其稳定性对于使材料适应其在反应器（例如填料床和流化床反应器）中的集成以及确保商业使用和开发的顺利过渡至关重要。回顾了自 2016 年以来 TCES 系统的最新进展，并特别强调了它们在太阳能过程中的集成以实现连续运行。
车辆到电网技术的技术经济分析
这项工作的目的是创建一个原始的数值模型，以对车辆到电网 (V2G) 服务进行经济分析。考虑到葡萄牙的电力市场和该国日益普及的电动汽车 (EV)，该模型能够计算出向电网运营商提供 V2G 服务的特定用户的潜在经济收益。该模型在计算中采用了各种参数，包括电池退化、行驶距离、充电频率、V2G 充放电循环次数、电力购买和销售价格或新电池成本。这些因素有助于形成可靠的数值，有助于进行与不同公民的现实情况紧密结合的详细分析，因为文献中没有研究从这个意义上探讨过 V2G 技术的经济性。为了测试这个模型，我们创建了四个具有不同特征的假设 EV 用户，旨在了解从 EV 用户的角度来看提供这种储能服务最有利的场景。我们考虑并比较了三种电力回售给电网的价格情景（0.50 欧元/千瓦时、0.30 欧元/千瓦时和 0.20 欧元/千瓦时），并进行了敏感性分析。目标是，当每个用户由于电池退化而需要更换时，他们已经从 V2G 服务中获得足够的收入，不仅可以支付新电池的成本（10,000 欧元），还可以赚取利润。这考虑到了未来的能源存储发展和预期的价格下降。结果表明，对于汽车使用率很低的用户来说，当电力销售价格较高（0.50 欧元/千瓦时）时，V2G 服务可能非常有益（每月利润为 624 欧元，扣除新电池成本后总利润为 1547 欧元），但当向电网出售电力的价格降至 0.30 或 0.20 欧元/千瓦时时，情况就不会如此。对于频繁使用汽车的用户来说，这项服务也很有利，即使电力销售价格较低（0.20 欧元/千瓦时），因为它可以节省购买新电池的费用（新电池成本可节省 300 欧元 - 1100 欧元）。
R160 - SUNKKO T-685 电池和电池组测试仪说明...
R160 - SUNKKO T-685 电池和电池组测试仪使用说明亲爱的客户，感谢您的信任并购买本产品。本使用说明书为产品的一部分。它包含有关将产品投入运行和操作的重要说明。如果您将产品传递给其他人，请确保也向他们提供这些说明。请保留本手册，以便随时再次阅读！本产品是顺应电池行业的发展而开发的针对低阻大容量锂电池的检测及高速分选。内阻的单位一般为mΩ。内阻较大的电池在充放电过程中，内部功耗会很大，而且发热严重，会造成锂离子电池老化衰减加速，同时也限制了高倍率充放电的使用。内阻越低，锂离子电池的寿命越长，倍率性能越好。通过测量内阻可以检查出好电池、坏电池以及相同的电池。在组装电池组时，需要对电芯容量、内阻、电压进行检查和匹配。电池组的性能取决于最差的电池单元。概述：1、本仪器采用意法半导体公司进口高性能单晶微电脑芯片，结合美国“Microchip”高分辨率A/D转换芯片作为测量控制核心，以锁相环合成的精密1000Hz交流正电流作为测量信号源，施加于被测元件。产生的微弱压降信号经高精度运算放大器处理，再由智能数字滤波器分析出相应的内阻值。最后显示在一个大的点阵LCD显示屏上。 2、该仪器优点：准确度高、自动选档、自动极性识别、测量速度快、测量范围广。 3.该装置可同时测量电池（蓄电池）的电压和内阻。采用四线开尔文型测试探头，可以更好地避免测量接触电阻和导体电阻的干扰，具有良好的抗外界干扰性能，从而得到更准确的测量结果。 4.仪器具有与PC机串行通讯功能，可利用PC机对多个测量结果进行数值分析。 5.本仪器适用于各类电池交流内阻（0—100V）的精确测量，特别适合大容量动力电池的低内阻测量。 6、该设备适用于工程中的电池研发、生产及质量检测。产品特点：采用18位高分辨率AD转换芯片，确保测量准确；双5位显示，最高测量解析度值为0.1μΩ/0.1mv，精细度高；自动多单位切换，覆盖广泛的测量需求 自动极性判断及显示，无需区分电池极性 平衡开尔文四线测量探头输入，高抗干扰结构 1KHZ交流电流测量方式，精度高
二元过渡金属氧化物作为先进储能材料
由于人们对便携式能源设备的兴趣日益浓厚，储能变得比以往任何时候都更加重要。二元过渡金属氧化物 (BTMO) 因其出色的结构稳定性、改进的电子电导率和更大的可逆容量而作为潜在的新型储能材料受到了广泛关注。[1] 近年来，人们进行了大量研究来调查和开发柔性储能系统，主要目的是将柔性电子产品应用于柔性显示器、便携式电子产品、电子传感器、电源备份、移动电话、笔记本电脑等设备。现有的可充电储能市场主要由具有高灵活性、高能量密度和高功率密度的电化学储能系统的设计和生产主导。[2] 由于其快速的充放电速率、高功率密度和出色的循环性，超级电容器 (SC) 是各种应用中最有前途且发展最快的存储设备。[3]为了部分替代化石燃料，过去 10 年来，人们付出了巨大努力来利用可再生能源，如热能、太阳能、风能和潮汐能。这些交替可再生能源的广泛使用必须借助强大的储能系统来实现。[4][5][6] 超级电容器因其快速的充电和放电速度、可逆性、安全性、延长的循环寿命、高功率密度和环保性而引起了广泛关注。[7] 超级电容器优于其他储能技术，包括长寿命、快速充电和放电、高功率密度、快速充电存储和高能量密度。这些特性使超级电容器成为燃料电池、传统可充电电池和电容器的补充。[8] 超级电容器类别包括由各种储能技术产生的电双层电容器 (EDLC) 和伪电容器。EDLC 通过电极/电解质界面处的静电吸附/解吸来存储电荷。由于碳纳米管 (CNT)、石墨烯、碳气凝胶和活性炭具有较大的比表面积和优异的导电性，因此经常用于 EDLC。[9]研究人员希望创造具有高功率输出、长寿命和快速充电时间的设备，他们对开发可持续的电化学能量转换和存储解决方案很感兴趣，以满足日常生活中日益增长的电力需求。[10]由于其增强氧化还原化学的能力，BTMO 引起了人们对超级电容器进步的极大兴趣。[3]由于二元金属氧化物具有很高的理论比电容，它们作为超级电容器电极材料受到了广泛关注，例如 ZnFe2O4/rGO 复合材料，[11] NiCo 2 O 4 ，[12] CoV 2 O 6 ，[13] BiVO 4 /PANI 复合材料[14] 和 NiCo 2 S 4 。[15]。与单一过渡金属氧化物相比，BTMO 通常具有更高的比表面积、不同的氧化还原电位和优异的电导率，这些特性有利于实现良好的电化学性能。[16,17,18]。由于其优异的导电性和大的表面积，最近的研究集中在使用二元金属氧化物材料或二元金属氧化物纳米复合材料作为超级电容器应用的电极材料，如图 1 所示。制造二元金属氧化物的方法有很多，包括水热法、溶剂热法、微波辅助法、超声波处理和绿色技术。在这些选项中，大多数用于电容器的 BTMO 或 BTMO 纳米复合材料都是通过化学氧化和热反应过程沉淀制成的。这里我们介绍了用于电化学超级电容器电极的 BTMOs 和 BTMOs 纳米复合材料研究的最新进展。