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基于MWorks的光伏最大功率点跟踪算法建模与仿真
1
作者 罗驰 《内燃机与配件》 2026年第1期105-107,共3页
为提高光伏发电的效率,利用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法可以有效地使光伏电池工作在最大功率点处。目前通常使用MATLAB/Simulink软件对MPPT算法进行仿真分析,本文利用国产软件MWorks完全替代MATLAB/Simulin... 为提高光伏发电的效率,利用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法可以有效地使光伏电池工作在最大功率点处。目前通常使用MATLAB/Simulink软件对MPPT算法进行仿真分析,本文利用国产软件MWorks完全替代MATLAB/Simulink对电导增量法MPPT算法进行了建模与仿真,仿真结果表明,在光照强度或环境温度发生变化时,MWorks软件搭建的仿真模型可以快速响应变化,能够确保光伏电池在光照强度和环境温度变化的情况下始终输出最大功率,仿真结果验证了MPPT算法在国产MWorks软件上仿真的可行性,为电力电子系统的仿真验证提供一种新的思路。 展开更多
关键词 光伏电池 MPPT MWorks 电导增量法
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不同水热工艺对钨酸钴涂层锌负极保护的影响
2
作者 柳勇 高雨萌 +3 位作者 邢艺博 贺明亮 张万红 熊毅 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期16-24,M0003,共10页
水系锌离子电池在循环过程中,锌负极表面会发生枝晶生长以及析氢、钝化等副反应,极大地降低了电池的循环可逆性和使用寿命。为解决上述问题,采用水热法制备钨酸钴,并将其涂覆在锌负极上作为保护层,从而抑制锌负极上存在的问题,提高水系... 水系锌离子电池在循环过程中,锌负极表面会发生枝晶生长以及析氢、钝化等副反应,极大地降低了电池的循环可逆性和使用寿命。为解决上述问题,采用水热法制备钨酸钴,并将其涂覆在锌负极上作为保护层,从而抑制锌负极上存在的问题,提高水系锌离子电池的电化学性能。研究了采用不同的水热工艺制备的钨酸钴对锌负极性能的改善效果,对循环前、后的样品进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学性能的分析。结果表明:当水热温度为180℃,水热时间为8 h,制备出的钨酸钴作为锌负极涂层材料效果最好,可以有效抑制锌负极的副反应。在0.5 mA·cm^(-2)的电流密度下,采用CoWO4@Zn负极组装的半电池可以稳定循环200圈,且平均库仑效率保持在98.78%。组装的CoWO4@Zn||NH4V4O10全电池在5 A·g^(-1)的条件下循环100圈后,比容量仍保持在160 mAh·g^(-1)左右。 展开更多
关键词 锌离子电池 钨酸钴涂层 负极保护 锌枝晶 副反应
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基于深度学习的锂电池极片缺陷检测方法设计与优化
3
作者 饶楚楚 兰叶深 吕云鹏 《内燃机与配件》 2025年第20期36-39,共4页
锂电池极片制造过程中的微小缺陷(如微裂纹、金属异物等)直接影响电池安全性与寿命,传统检测方法存在小样本依赖、微小缺陷漏检率高、实时性不足等问题。本文提出一种基于深度学习的多模态融合检测方法,通过跨模态数据增强、动态轻量化... 锂电池极片制造过程中的微小缺陷(如微裂纹、金属异物等)直接影响电池安全性与寿命,传统检测方法存在小样本依赖、微小缺陷漏检率高、实时性不足等问题。本文提出一种基于深度学习的多模态融合检测方法,通过跨模态数据增强、动态轻量化网络架构与自监督特征优化,实现高精度实时缺陷检测。首先,设计双流特征提取网络(可见光+X射线),结合跨模态注意力机制融合表面与内部缺陷特征;其次,引入动态深度可分离卷积与混合注意力模块,平衡模型计算效率与微小目标检测精度;进一步通过时序自监督预训练与知识蒸馏策略降低标注数据依赖。实验表明,本文方法在自建数据集上达到98.7%的mAP@0.5与89.3%的分割IoU,模型体积仅18.7 MB,推理速度52 FPS,较现有方法提升显著。 展开更多
关键词 锂电池极片 缺陷检测 多模态融合 轻量化网络 自监督学习
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锂电池产业全生命周期环境影响与应对策略 被引量：2
4
作者 李允中 张群 +8 位作者 文昊楠 杨学志 陆达伟 汪帅马 熊晶晶 张海燕 傅建捷 刘倩 江桂斌 《分析测试学报》 北大核心 2025年第8期1469-1477,共9页
能源转型需求推动锂电池产业快速发展,但其全生命周期的环境代价日益突出。该文综述了锂电池产业“采矿-冶炼-使用-回收”各阶段的环境影响,并探讨相应应对策略。主要环境问题包括植被破坏、水资源消耗、能源消耗、碳排放、重金属污染... 能源转型需求推动锂电池产业快速发展,但其全生命周期的环境代价日益突出。该文综述了锂电池产业“采矿-冶炼-使用-回收”各阶段的环境影响,并探讨相应应对策略。主要环境问题包括植被破坏、水资源消耗、能源消耗、碳排放、重金属污染及新污染物排放。为降低环境影响,锂渣资源化利用、废旧电池绿色回收(如生物/有机酸浸出)和直接再生等技术正持续优化和应用。政府需制定并完善政策,以推动产业绿色转型,加强全链条固废监管与资源化利用,包括通过“电池护照”制度实现责任追溯,构建全生命周期监管体系等策略,以促进锂电池产业的可持续发展。 展开更多
关键词 锂电池 全生命周期 环境影响 污染控制 监管政策
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钠离子电池用磷酸盐基聚阴离子化合物正极材料研究进展 被引量：3
5
作者 杨阳 杨慧雅 +5 位作者 周新东 胡雨涵 张子健 李凯文 林思睿 赵金保 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期45-62,共18页
[背景]全球锂资源的不断消耗及大规模储能需求的不断提升使得人们亟需寻求低成本的储能系统候选者.钠资源储量丰富,分布广泛,价格低廉,同时钠/锂离子电池之间相似的工作原理使部分生产设备可以兼容使用,因此钠离子电池在大规模化学储能... [背景]全球锂资源的不断消耗及大规模储能需求的不断提升使得人们亟需寻求低成本的储能系统候选者.钠资源储量丰富,分布广泛,价格低廉,同时钠/锂离子电池之间相似的工作原理使部分生产设备可以兼容使用,因此钠离子电池在大规模化学储能中具有得天独厚的优势.[进展]正极材料在钠离子电池中起着至关重要的作用,不仅决定着电池的成本,其物理化学和电化学行为也深刻影响着电池的能量密度、功率密度和安全性.目前文献报道的正极材料主要有3类:层状结构过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物和聚阴离子化合物.其中,磷酸盐基聚阴离子化合物结构稳定,安全性及倍率性能优异,是最有希望实现商业化的钠离子电池正极材料之一.本文综述目前典型的磷酸盐基聚阴离子化合物的结构特征、储钠机制和电化学行为,并系统分析探讨了现阶段针对其电导率差、比容量低所进行的主流改性策略.[展望]目前磷酸盐基聚阴离子正极材料商业化中的主要挑战及发展方向包括对材料进行改性,获得接近理论的比容量,同时突出发挥其低成本、稳定的特点,关注材料的储钠及动力学机理,为推进其进一步开发和产业化提供理论指导. 展开更多
关键词 钠离子电池 聚阴离子化合物 正极材料
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钠离子电池层状氧化物正极材料的表界面修饰改性及其产气抑制效应 被引量：3
6
作者 朱晓天 黄方鼎 +1 位作者 朱文昌 赵建庆 《无机化学学报》 北大核心 2025年第2期254-266,共13页
基于原子层沉积技术(ALD)制备TiO_(2)和Al_(2)O_(3)纳米层并结合高温热处理优化工艺,研究了异质氧化物双层表面包覆和晶格内双阳离子梯度掺杂的2种表界面修饰法对NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFM)正极材料电化学储钠性能和热稳定... 基于原子层沉积技术(ALD)制备TiO_(2)和Al_(2)O_(3)纳米层并结合高温热处理优化工艺,研究了异质氧化物双层表面包覆和晶格内双阳离子梯度掺杂的2种表界面修饰法对NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFM)正极材料电化学储钠性能和热稳定性的提升作用,以及其产气抑制效应。结果表明,在2.0~4.0V(vsNa/Na+)工作电压和1C(120mA·g^(-1))电流密度下,当容量达到第2次循环容量的60%时,经表面包覆的NFM@TiO2(10)@Al2O3(10)和表层晶格掺杂的NFM#Ti(35)#Al(10)正极材料(括号中数字对应ALD沉积的次数)分别能够循环319和358次,显著优于未修饰NFM材料(250次),同时通过差示扫描量热法(DSC)测得的热失控温度分别提升了6.1和9.7℃。原位差分电化学质谱(DEMS)测试表明,表面包覆显著抑制了H2等主要气体成分的形成,而晶格掺杂避免了电解液的二次分解,这可能是由于电解液质子化和高电压下氧化分解等有害副反应的减少。 展开更多
关键词 NaNi_(1/3)Fe1/3Mn_(1/3)O_(2) 原子层沉积 TiO_(2)@Al_(2)O_(3)双层包覆 双阳离子共掺杂 原位产气机理 原位差分电化学质谱
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超声扫描成像检测锂电池电解液退浸润及成因分析 被引量：2
7
作者 李浩 夏广 +5 位作者 姜伟 陆瑞强 刘超 张佳 邓哲 郑志军 《分析测试学报》 北大核心 2025年第2期238-245,共8页
锂电池更好的循环性能和安全性能是电动汽车获得更广泛市场优势的迫切需要,深入了解电解液退浸润的形成机理是长寿命电池发展的关键。该文采用一种超声无损检测方法,从两个维度对市面上常用的3种包装类型的锂离子电池在使用过程中内部... 锂电池更好的循环性能和安全性能是电动汽车获得更广泛市场优势的迫切需要,深入了解电解液退浸润的形成机理是长寿命电池发展的关键。该文采用一种超声无损检测方法,从两个维度对市面上常用的3种包装类型的锂离子电池在使用过程中内部电解液发生的变化进行了研究。结果发现:在长度方向,极耳附近相比其他位置更容易出现电解液退浸润的情况,且正极比负极更容易出现退浸润缺陷;厚度方向上电池中间层比外层区域更容易出现退浸润现象。分析发现,这主要是由于电池材料选取与结构设计导致极耳位置具有更高的电流密度和温度,电解液发生反应消耗,加快了此区域的老化进程。最后针对这一现象对未来电池选材与设计和锂电池的发展给出了建议。 展开更多
关键词 锂离子电池 超声原位检测 电解液退浸润 形成机理
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Bi/Bi_(2)O_(3)涂层的制备及其在锌金属负极保护中的应用
8
作者 哈斯呼 邢艺博 +2 位作者 柳勇 张万红 熊毅 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期26-34,共9页
水系锌离子电池在电池循环过程中负极所发生的枝晶生长以及副反应等一系列问题,导致电池表现出较低的库仑效率以及较短的循环寿命。为解决上述问题,采用刮刀法在锌箔上涂覆Bi/Bi_(2)O_(3)材料,制备了一种高循环稳定性、低成本的Bi/Bi_(2... 水系锌离子电池在电池循环过程中负极所发生的枝晶生长以及副反应等一系列问题,导致电池表现出较低的库仑效率以及较短的循环寿命。为解决上述问题,采用刮刀法在锌箔上涂覆Bi/Bi_(2)O_(3)材料,制备了一种高循环稳定性、低成本的Bi/Bi_(2)O_(3)@Zn锌金属负极。在半电池测试中,Bi/Bi_(2)O_(3)@Zn负极在0.5 mA·cm^(-2)的电流密度下能够稳定循环340圈,平均库仑效率可达98.28%。组装的对称电池在电流密度为1 mA·cm^(-2)、沉积量为1 mAh·cm^(-2)的测试条件下可稳定循环740 h。此外,以钒酸铵为正极组装的全电池也表现出比纯锌负极更优异的循环性能。 展开更多
关键词 锌离子电池 Bi/Bi_(2)O_(3)涂层 负极保护 锌枝晶 副反应
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Fe/N/C三维气凝胶自支撑催化剂的氧还原性能
9
作者 姚熙晨 王书贤 +2 位作者 汪云 王诚 张创 《无机化学学报》 北大核心 2025年第7期1387-1396,共10页
以过硫酸铵引发吡咯单体原位聚合形成的三维多孔气凝胶为载体,以二茂铁为金属前驱体,在氩气气氛下通过高温热解法制备出系列不同铁负载量的Fe/N/C催化剂。结果表明,基于气凝胶载体制备的催化剂在酸性介质中展现出优异的氧还原反应(ORR)... 以过硫酸铵引发吡咯单体原位聚合形成的三维多孔气凝胶为载体,以二茂铁为金属前驱体,在氩气气氛下通过高温热解法制备出系列不同铁负载量的Fe/N/C催化剂。结果表明,基于气凝胶载体制备的催化剂在酸性介质中展现出优异的氧还原反应(ORR)活性及稳定性。当二茂铁载量为12 mg时制得的催化剂性能最佳,其半波电位达0.691 V(vs RHE),平均电子转移数为3.97,表明反应过程接近理想的四电子路径。另外,该催化剂经10000圈循环伏安测试后,半波电位仅衰减11 mV,展现出较好的电化学耐久性。 展开更多
关键词 非贵金属催化剂 Fe/N/C催化剂 气凝胶 氧还原反应 燃料电池
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钠离子高熵层状氧化物正极的研究进展
10
作者 娄荣湛 康巧玲 +4 位作者 白震超 李冬云 徐扬 王睿 陆轻铱 《无机化学学报》 北大核心 2025年第12期2411-2428,共18页
层状氧化物由于其高理论容量和易于合成的特点,在钠离子电池(SIB)领域得到了广泛关注。然而,层状氧化物中层间滑移引起的复杂相变导致了较差的循环稳定性,限制了其进一步应用。高熵策略赋予了层状氧化物稳定的局部结构、坚固的骨架结构... 层状氧化物由于其高理论容量和易于合成的特点,在钠离子电池(SIB)领域得到了广泛关注。然而,层状氧化物中层间滑移引起的复杂相变导致了较差的循环稳定性,限制了其进一步应用。高熵策略赋予了层状氧化物稳定的局部结构、坚固的骨架结构和多功能性,被视为改性钠离子层状正极材料的有效手段。本文分别从合成方法和结构设计2个方面结合本课题组近年来的研究及国内外的重要文献,综述了钠离子高熵层状氧化物正极材料的最新研究成果,深入探讨了合成方法(固相法、溶胶-凝胶法、水热法及共沉淀法)和结构设计(P2、O3、P2/O3、P2/P3和P3/O3型)对钠离子高熵层状氧化物结构及储钠性能的影响。最后,对高熵层状氧化物在SIB领域的发展进行了展望。 展开更多
关键词 钠离子电池 高熵层状氧化物 合成方法 结构设计
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有机电极材料:分类及其在金属离子电池中的典型改性应用
11
作者 郝梦圆 孟晴 +3 位作者 鄢亚超 陈颖芝 王建涛 王鲁宁 《化学进展》 北大核心 2025年第10期1479-1512,共34页
绿色及可持续发展是当今各行业发展都在追求的目标,电池领域也在不断研究新型电极材料,有机电极材料也因此得到了广泛关注。与传统电极材料相比,有机电极材料具有结构高度柔性、电学性质可调及绿色低成本等优点,正是由于这些优点使其在... 绿色及可持续发展是当今各行业发展都在追求的目标,电池领域也在不断研究新型电极材料,有机电极材料也因此得到了广泛关注。与传统电极材料相比,有机电极材料具有结构高度柔性、电学性质可调及绿色低成本等优点,正是由于这些优点使其在电池领域有着多种多样的应用,但在应用过程中材料的分子结构及共轭体系等原因导致电子传输困难,存在导电性差的问题,同时由于材料的化学结构和极性,许多有机电极材料在电解质中溶解度较高,造成活性物质损失,使电池出现循环稳定性差及容量衰减等问题,故需要对材料分子结构进行改性。本综述深入分析了有机电极材料在电池领域的发展,通过与无机电极材料进行对比揭示其独特应用优势,阐述了不同类型有机电极材料的电化学机制,并对不同有机电极材料在各种金属离子电池中的应用及进一步的改进措施进行深入探讨。侧重于从分子设计、聚合、不同材料复合以及微纳结构调控等角度,对羰基化合物、有机硫化物及有机自由基等各类有机电极材料在金属离子电池中的应用进行改性,进而提高导电性及循环稳定性实现电池的长寿命发展。最后对有机电极材料的未来发展进行展望,希望通过总结应用中不同的改性措施,采用不同优化方法,研究出具有更高性能、更少缺陷的电极材料。相信经过不断总结改进,有机电极材料可以实现性能升级,在未来应用中实现更大突破,获得更多样的应用,为绿色及可持续发展作出贡献。 展开更多
关键词 有机电极材料 金属离子电池 应用优势 电化学机制 改性策略
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镁合金负极表面不同配体MOF膜层的制备及其电化学性能
12
作者 孙志浩 余华娟 +2 位作者 黄文字 温玉清 尚伟 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第5期85-92,共8页
[目的]随着化石能源的逐渐枯竭,镁合金电池被视为极具潜力的下一代新型储能设备。然而电极钝化、滞后时间长等问题严重制约了水系镁金属电池的发展。[方法]采用一步电沉积法在AZ91D镁合金负极表面分别构筑了Co-BTC、Co-BDC和ZIF-67三种... [目的]随着化石能源的逐渐枯竭,镁合金电池被视为极具潜力的下一代新型储能设备。然而电极钝化、滞后时间长等问题严重制约了水系镁金属电池的发展。[方法]采用一步电沉积法在AZ91D镁合金负极表面分别构筑了Co-BTC、Co-BDC和ZIF-67三种不同配体的MOF(金属有机框架)膜层,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段分析了膜层的微观形貌和结构,同时测试了其电化学性能。[结果]MOF改性缩短了镁合金电池的电压滞后时间,有效抑制了析氢副反应,从而提高了其放电性能和循环稳定性。其中ZIF-67膜层的综合性能最优,更有利于提高镁合金电池的电化学性能。[结论]本研究为镁合金电池负极的改性提供了新思路,证实了ZIF-67膜层在水系镁金属电池中的潜在应用价值。 展开更多
关键词 镁合金 金属有机框架膜层 一步电沉积 滞后时间 电化学
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多聚磷酸铵阻燃微胶囊抑制高镍三元动力电池可燃性研究
13
作者 冯新浡 刘洁 +2 位作者 施家伟 李伟峰 高镇海 《内燃机与配件》 2025年第8期31-33,共3页
高镍三元动力电池因具有高比能量密度而受到广泛关注,但面临热失控难题。易燃的电解液是引发电池热失控的主要因素之一。为抑制电解液可燃性,采用微乳液聚合法制备了多聚磷酸铵微胶囊并添加至电解液中,并组装成Ah级软包电池,进行安全性... 高镍三元动力电池因具有高比能量密度而受到广泛关注,但面临热失控难题。易燃的电解液是引发电池热失控的主要因素之一。为抑制电解液可燃性,采用微乳液聚合法制备了多聚磷酸铵微胶囊并添加至电解液中,并组装成Ah级软包电池,进行安全性和循环性能验证。结果表明:电解液中添加5 wt%的阻燃微胶囊时,电池热滥用无明火出现,说明此工况下电解液由可燃转变为不可燃;电池在0.5 C倍率下循环200圈后和不采用添加剂相比,微胶囊对比容量的不良影响为1.5%。本研究为电池阻燃剂开发提供了借鉴。 展开更多
关键词 动力电池 多聚磷酸铵 微胶囊 热失控 循环性能
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钼基电极材料的电化学储能应用进展
14
作者 王锦峰 刘悦 +2 位作者 钟鸿杰 曹峻鸣 吴兴隆 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第9期3340-3353,共14页
近年来,电化学储能技术得益于较高的能量密度与良好的可持续性优势,在智能电网与新能源电动汽车等领域中得到了广泛的研究与应用。其中,电极材料作为电化学储能器件重要的组成部分,对于实现优异的电化学性能具有决定性作用。在不同的电... 近年来,电化学储能技术得益于较高的能量密度与良好的可持续性优势,在智能电网与新能源电动汽车等领域中得到了广泛的研究与应用。其中,电极材料作为电化学储能器件重要的组成部分,对于实现优异的电化学性能具有决定性作用。在不同的电极材料体系中,钼(Mo)基材料由于中心Mo元素多变的价态、晶体结构的可调性以及较高的可逆容量,是颇具潜力的电极材料体系之一。钼基材料主要包括氧化物(如MoO_(2)、MoO_(3))、硫族化合物(如MoS_(2)、MoSe_(2)、MoTe_(2))、碳化物、氮化物、磷化物、过渡金属钼酸盐以及钼基复合材料等。然而,由于Mo基材料在电化学反应过程中所表现出的载流子迟缓的动力学行为与体积膨胀,从而导致较差的循环稳定性,进一步限制了Mo基电极材料的商业化应用。基于此,研究人员通常采取如微/纳米级结构、碳基质杂化、异质原子掺杂与复合结构设计等策略以优化Mo基材料的电化学性能。本文基于钼基材料的研究现状,主要针对不同类型Mo基电极材料的合成方法、结构特性、改性策略、载流子存储机理及其“构效”关系等方面进行了系统的总结,并对Mo基电极材料的晶体结构设计方向与应用前景进行了展望,以期为新型高性能Mo基电极材料及其在新型电化学储能技术中的发展提供参考。 展开更多
关键词 钼基材料 电化学储能 电极材料设计 材料合成
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环境稳定型补锂剂的制备及其电化学性能
15
作者 姜媛媛 屠芳芳 +3 位作者 张育红 陈诗 相佳媛 夏新辉 《无机化学学报》 北大核心 2025年第6期1101-1111,共11页
基于不同单金属氧化物对草酸锂(Li_(2)C_(2)O_(4),LCO)分解的促进效果,以CuO-Mn_(2)O_(3)混合物为前驱体,采用简便的固相烧结法合成了一系列Mn、Cu物质的量之比(x)不同的CuMn_(x)O_(1+1.5x)双金属氧化物催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X... 基于不同单金属氧化物对草酸锂(Li_(2)C_(2)O_(4),LCO)分解的促进效果,以CuO-Mn_(2)O_(3)混合物为前驱体,采用简便的固相烧结法合成了一系列Mn、Cu物质的量之比(x)不同的CuMn_(x)O_(1+1.5x)双金属氧化物催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_(2)吸附-脱附等温线和扫描电子显微镜(SEM)等方法表征了材料的结构组成与微观形貌,并探究了其对LCO电化学活性的影响规律。结果表明,在0.05C和2.5~4.5 V下,以CuMn_(1.1)O_(2.7)为催化剂时LCO的充电比容量可达404.7 mAh·g^(-1),同时脱锂电位降低至4.44 V,首次库仑效率仅为1.3%,可作为正极补锂添加剂应用于磷酸铁锂(LFP)体系;此外,采用密度泛函理论(DFT)计算揭示了LCO分解的速率控制步骤和催化剂的作用机制。将一定量的LCO/CuMn_(1.1)O_(2.7)补锂剂添加至LFP浆料中制作成扣式半电池,并对其进行电化学性能测试,结果表明,在最佳补锂剂含量下,相应LFP电极的首次充电比容量为205.9 mAh·g^(-1),LCO的实际利用率可达74.1%,而且补锂剂的添加能改善LFP的循环性能。 展开更多
关键词 磷酸铁锂 正极补锂添加剂 草酸锂 金属氧化物
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锂离子电池凝胶聚合物电解质研究进展 被引量：2
16
作者 邓建军 黄晓伟 +2 位作者 秦小康 刘杜 熊娟 《广州化工》 2025年第15期7-11,共5页
锂离子电池(LIB)广泛应用于便携式电子产品、无人机、电动汽车、储能电站等新兴储能领域。但目前商用锂离子电池中含有电解液,存在易泄漏、易燃等安全性问题。将电解液替代成固态电解质的固态锂电池被普遍认为能有效解决锂电池的安全性... 锂离子电池(LIB)广泛应用于便携式电子产品、无人机、电动汽车、储能电站等新兴储能领域。但目前商用锂离子电池中含有电解液,存在易泄漏、易燃等安全性问题。将电解液替代成固态电解质的固态锂电池被普遍认为能有效解决锂电池的安全性问题。使用凝胶电解质(GPE)的准固态锂离子电池,不仅具备接近液态电池的良好电化学性能,还能极大提高其安全性能,被认为是下一代最有应用前景的电解质材料。本文综述了聚合物电解质的特点及基本特质,并探讨了目前凝胶聚合物电解质的存在问题以及改进方法,同时对凝胶聚合物电解质的未来发展作了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 凝胶聚合物 电解质
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揭示下一代负极选择的体积膨胀机制:硅氧与新型硅碳
17
作者 李钱 李星 《山东化工》 2025年第22期44-48,53,共6页
随着新能源产业的发展,传统锂离子电池的能量密度接近理论极限。为了实现能量密度超过400 Wh·kg^(-1)的核心技术路径,特别是在准固态或固态电池系统中,需要引入硅基负极材料。目前,硅基负极材料主要分为两类:硅氧负极材料和新型硅... 随着新能源产业的发展,传统锂离子电池的能量密度接近理论极限。为了实现能量密度超过400 Wh·kg^(-1)的核心技术路径,特别是在准固态或固态电池系统中,需要引入硅基负极材料。目前,硅基负极材料主要分为两类:硅氧负极材料和新型硅碳负极材料。然而,这两种材料仍然存在不可忽视的体积膨胀问题,它们的实际应用陷入了瓶颈。本文系统地研究了硅氧负极材料和新型硅碳材料(Si@C)的体积膨胀与其微观结构、晶体结构、界面组成之间的关系,特别是在电极膨胀方面。其中,硅氧负极材料包括纯硅氧负极材料(SiO_(x))、碳包覆硅氧负极材料(SiO_(x)@C)、有硅峰预锂化硅氧负极材料(SOCLY)和无硅峰预锂化硅氧负极材料(SOCLN)。在首次深度嵌锂后,SiO_(x)、SiO_(x)@C、SOCLY、SOCLN和Si@C电极的体积膨胀率分别为169.8%,195.0%,130.1%,102.8%和90.0%。为了进一步探索这两种材料的性能和实际应用,将其与商业石墨结合,形成850 mAh·g^(-1)的负极材料,以探索两种材料在电极体积膨胀方面的差异。首次放电后,SOCLN@G850极片的体积膨胀率为72.3%并在50个循环后增加到100%;Si@C@G850极片的体积膨胀率为27.9%并在50个循环后增加到104.6%。与首次放电相比,可以看出Si@C@G850电极在多次循环后的体积膨胀率超过了SOCLN@G850,显示出其在长周期中的结构不稳定性。这些结果对于指导硅亚氧化物材料和新型硅碳材料在高能量密度固态电池中的设计和应用具有重要意义。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅基负极 氧化亚硅 体积膨胀 新型硅碳 产业化
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过渡金属硒化物异质结界面工程构筑高性能富锂锰基正极材料
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作者 陈珂 柯雨萌 +1 位作者 甘建拓 郑超 《西安工业大学学报》 2025年第3期409-421,共13页
富锂锰基正极材料凭借高理论比容量、高工作电压和低成本等优势,在锂离子电池正极材料中展现出巨大潜力,并有望在动力电池领域广泛应用。但该材料在实际应用中存在氧气析出和过渡金属溶解等问题,导致其容量衰减率较高和倍率性能较差等... 富锂锰基正极材料凭借高理论比容量、高工作电压和低成本等优势,在锂离子电池正极材料中展现出巨大潜力,并有望在动力电池领域广泛应用。但该材料在实际应用中存在氧气析出和过渡金属溶解等问题,导致其容量衰减率较高和倍率性能较差等电化学性能问题。本研究采用简单制备工艺,在富锂锰基正极材料表面成功引入过渡金属硒化物并构建异质结构。改性后材料表界面稳定性显著提升,引入2wt%硒化物的改性材料首次放电比容量可达295 mAh·g^(-1),在1 C下循环500圈容量保持率为83%,在5 C下比容量为140 mAh·g^(-1)。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,对改性前后的正极材料及循环后的电极极片系统表征,结果发现引入2wt%硒化物的材料成功构筑了优异的异质结构物理屏障,提高了离子电子传输速率和材料的结构稳定性。该结构有效抑制表面过渡金属的溶解和析出,使材料电化学性能显著改善。该策略为富锂锰基正极材料在锂离子电池中的应用提供了新的思路。 展开更多
关键词 过渡金属硒化物 异质结 界面工程 富锂锰基正极材料 锂离子电池
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基于GA-BP神经网络的退役动力锂电池健康状态快速分选模型研究 被引量：1
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作者 原佳林 刘得星 《科技创新与应用》 2025年第3期29-32,共4页
针对退役车用动力锂离子电池健康状态评估问题,分析得到内阻、温度、充电和放电倍率4大影响因素;然后构建BP神经网络模型,并利用已有的实验数据验证其预测准确率为89.48%,模型平均绝对百分比误差MAPE为10.52%;进一步引入GA遗传算法搭建G... 针对退役车用动力锂离子电池健康状态评估问题,分析得到内阻、温度、充电和放电倍率4大影响因素;然后构建BP神经网络模型,并利用已有的实验数据验证其预测准确率为89.48%,模型平均绝对百分比误差MAPE为10.52%;进一步引入GA遗传算法搭建GA-BP神经网络模型,预测准确率提高到97.72%,模型平均绝对百分比误差MAPE降低到2.28%,均优于标准BP神经网络。结果表明,采用GA遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值可以改善模型精度,提高该模型的预测准确率。 展开更多
关键词 退役动力锂电池 梯次利用 GA-BP神经网络 遗传算法 锂电池SOH
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钠离子电池P2-O3双相型层状氧化物正极材料的研究进展
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作者 周贺成 雷晓东 《化学研究》 2025年第5期527-534,共8页
介绍了层状氧化物类钠离子电池正极材料——P2单相型和O3单相型及兼具两者优点的P2-O3双相型材料的结构、性能和应用,并详细总结了P2-O3双相型层状氧化物的制备方法及其在钠离子电池正极材料应用中存在的问题:有关P2相和O3相在复合结构... 介绍了层状氧化物类钠离子电池正极材料——P2单相型和O3单相型及兼具两者优点的P2-O3双相型材料的结构、性能和应用,并详细总结了P2-O3双相型层状氧化物的制备方法及其在钠离子电池正极材料应用中存在的问题:有关P2相和O3相在复合结构中最佳分布尚未明确,需要深入探索P2-O3双相型层状氧化物材料的具体形成机制,以及材料的设计与合成缺乏明确的理论依据。总之,P2-O3双相型材料的容量大、循环长、稳定高的优点,具有广泛的研究和应用前景。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极 层状氧化物 P2-O3双相型
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