锂离子液流电池的研究进展

锂离子液流电池是最新发展起来的一种化学储能电池技术,它综合了锂离子电池和液流电池的优点,是一种输出功率和储能容量彼此独立、能量密度大、成本较低的新型绿色可充电池.本文介绍了锂离子液流电池技术的研究背景,阐述了锂离子液流电池的结构组成和工作原理,并详细综述了锂离子液流电池国内外的研究状况,指出目前有待突破的关键技术问题....     

钒液流电池监控系统可靠性设计

目前,钒液流电池是大容量蓄电池领域最新型的技术之一,需要依靠循环泵的动力运行,并对一些关键参数进行监控.全钒液流电池在运行过程中尤其是在充放电状态下决不允许循环泵停转,这就对钒液流电池监控系统的可靠性提出了极高的要求.首先对改进前的钒液流电池监控系统进行了结构分析,建立了监控系统结构图,并利用可靠性框图、故障树分析法、Blocksim 软件对监控系统进行了可靠性分析,找出系统的关键点,并对关键点进行了改进,并通过改进前后的可靠性指标对比,表明改进后的监控系统的可靠性有明显提高.     

全钒离子液流电池初步研究

简要介绍了钒电池研究样品的组成,工作原理及其充放电特性。结果表明,钒电池正负极活性物质的电位可以粗略代表其带电状态,且钒电池电压效率随充放电电流密度的提高而下降,充电效率则相反。钒电池大电流充放电承受能力强,特别适用于需要快速充电和大电流放电的场合。     

锂离子电池储能系统的设计与充电管理策略研究

为了实现锂离子电池储能系统的有效能量管控,首先对由大量锂离子电池组成的储能系统的组织结构设计进行了研究,提出了分组、分层次、自治的设计方法;然后针对设计的电池储能系统提出了一种基于电池荷电状态(SOC)的充电管理策略,以提高其充电效率,延长其使用寿命,保证其长期稳定运行。实验结果表明,该管理策略可以有效提高锂离子电池储能系统的充电效率。     

基于能效优化的液流电池储能监控系统研制

为了提高全钒液流电池储能系统能量转化效率,结合钒电池各种电量和非电量数据采集和分析,通过控制策略优化和软硬件设计,研制了全钒液流电池储能监控系统,实现对全钒液流电池电解液流量在0～100 kW功率下的优化控制,通过降低泵耗和电堆极化,减少了系统的能耗,充电时可达到14.22 kWh,放电时可达到7.69kWh.100 kW级的全钒液流电池储能系统充放电试验结果表明,该监控方式可有效提升系统整体效率,充电时可达到7.70％,放电时可达到6.68％所提出的电解液流量控制方式可为液流电池储能系统能效优化提供借鉴.     

基于PLC数据采集的全钒液流电池监控系统

介绍全钒液流电池监控系统的原理、通信方式及实现方法.运行结果表明,该监控系统具有较高的实时性和可靠性,能够保证全钒液流电池系统安全、可靠、高效地运行.     

多硫化钠/溴液流电池的初步研究

以聚丙烯腈石墨毡和化学沉积镍钴合金的泡沫镍为正、负极电极材料,4 mol/L NaBr、1.3 mol/L Na2S4为正负极电解液,研究了常温下多硫化钠/溴液流电池的开路电压、正负极电位随电池充放电容量的变化规律,测定并分析了电池及正负极充放电时的极化曲线及电池的循环性能.结果表明:所用的电极材料对电池正负极反应的电催化活性好,当充放电电流密度为30 mA/cm2时,该电池库仑效率达96.1%,能量效率为69.4%(43次结果平均值).     

大容量液流电池系统数学模型与仿真

大容量液流电池系统LCFBS(Large Capacity Flow Battery System)的内电阻特性与锂电池、铅蓄电池有较大差异。基于100 k W全钒液流电池系统的试验数据,采用多元高次多项式拟合的方法得到内阻的精确解析式,再根据电动势和荷电状态SOC(State Of Charge)的理论解析式,构建了大容量液流电池系统的数学模型;利用MATLAB/Simulink搭建了具有一定精度的容量液流电池系统单元的仿真模型,通过仿真验证了数学模型的精确度,使内阻的相对误差控制在4.5%以内。     

锂离子电池用金属锡电极的初步研究

采用电镀法制备得到金属锡电极 ,用于锂离子电池中作为负极材料 ,并通过循环伏安和电性能测试对其进行初步研究。研究发现金属锡的嵌锂过程分为两步进行 ,分别为 0 .5V级的由金属锡嵌锂变为贫锂相 [LixSn(x <2 .3 3 ) ] ;0 .3V级的由贫锂相变为富锂相 (LiySn(2 .5 相似文献   

液流电池系统的模块化集成特性研究

结合电力系统对储能电池的实际要求,开展了100 k W级全钒液流电池系统的集成特性研究。对10 k W级电堆多种串并联方式下的效率、内阻和主电流分布等特性参数进行了实验与分析。实验结果:在相同功率等级和功率等级扩展两方面,串并联集成方式对效率的改善优于串联方式;系统内阻随功率扩展呈非线性增长;串联电堆之间主电流的对称分布导致各电堆工作状态不一致,将导致电堆性能差异增大;为全钒液流电池储能系统的集成技术、应用仿真和可靠性评价提供了实践依据。     

全钒液流电池储能系统的仿真研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,对未来电网发展具有深远的影响。近年来,储能技术迅猛发展,为充分发挥全钒液流电池储能系统相较于传统电池储能技术的优势,对全钒液流电池储能系统进行了仿真研究。首先,根据全钒液流电池的基本结构分析了其原理及特性,搭建了全钒液流电池的电气模型。然后,对储能逆变器连接储能电池和电网的两种控制策略,定功率(PQ)控制策略和定电压频率(VF)控制策略分别进行了建模和仿真验证。最后,以北海热电厂为实际应用场景,将所搭建的储能电站模型应用于黑启动方案中。启动储能逆变器后,北海热电厂的厂用母线电压可以稳定维持在0.96 p.u,表明了利用储能电站进行黑启动的可行性,验证了储能电站模型的有效性。     

锂离子电池储能系统建模与控制策略研究

研究了含DC/DC变换器的锂离子电池系统的充放电特性。以锂离子电池等效电路为基础,提出了电池侧电感平均电流内环控制及恒功率、恒电流和恒电压切换的外环控制DC/DC双闭环策略。以锂离子电池当前荷电状态和充放电指令为输入条件,建立模糊控制模块,基于模糊理论对其充放电进行自适应安全控制。仿真结果表明所建立锂离子模型及控制策略正确性有效性。     

单液流锌镍电池能量损失与效率初步研究

介绍了一种新型的单液流锌镍电池,研究分析了单液流锌镍电池充放电过程中能量损失的原因,该电池能量损失由电池自身充放电过程中形成的内部能量损失和由循环泵形成的外部能量损失组成。通过对300 Ah单液流锌镍电池不同恒流充放电模式的实验数据和结果的分析,实验结果反映单液流锌镍电池能量效率与系统效率的特性,表明改变恒流充放电电流可减少该电池的能量损失和提高系统效率,该电池系统效率存在进一步优化的空间。     

高比功率锂离子电池设计与性能研究

兼具高比功率、高比能量的锂离子动力电池是锂离子电池发展的主要趋势,分析了电极材料、结构设计、电解液匹配等方面对电池功率性能的影响,重点研究了电池结构和电解液组成的影响,对功率型电池的内阻、倍率和温度特性进行了测试分析。结果表明:在5 C或更大倍率放电时,叠片式结构设计明显优于卷绕式极组内并的结构;软包装叠片电池通过合理设计可兼顾功率性能和比能量;优化电解液组分,可显著改善功率型电池大倍率放电的循环性能,并兼顾高低温放电能力。     

适用于液流电池储能系统的电池管理系统

对液流电池储能系统和锂电池储能系统进行了对比,对液流电池管理系统的要求进行了介绍,进而提出了适用于液流电池储能系统的电池管理系统.这一电池管理系统采用模块化结构,具有较高的灵活性,可以根据液流电池储能系统的容量进行相应的配置.     

锂离子电池的保护系统

介绍了一种单芯锂离子或锂聚合物电池供电系统的专用保护复合芯片,该芯片集成了保护电路芯片和N沟道MOSFET（Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor,即：金属氧化物半导体场效应管）开关芯片,从而最大限度地减少了外围元器件需求,降低制造成本并提高产品的可靠性。经测试,其实现了过充电电压、过放电电压的保护,过充电电流、过放电电流的保护,短路保护等各项功能,且工作时功耗非常低。该芯片不仅用于手机设计,也适用于任何需要锂离子或锂聚合物可充电电池长时间供电的各种信息产品的应用场合,有较好的实用价值和推广价值。     

锂离子电池测试仪的设计与实现

阐述交流注入模型参数辨识内阻测试算法。该方案以STM8S003嵌入式单片机为核心主控,加载交变电流于被测电池,采集实时电流、电压。通过参数辨识算法,测得电池的放电曲线、内阻和其他参数。以18650型锂离子电池为例,该测试仪测得的输出电压、放电容量等测量结果与AT526B型电池内阻测试仪测量结果的相对误差小于1%,电池内阻与AT526B型电池内阻测试仪测量结果的相对误差为3. 11%。     

全钒液流电池储能系统中能量消耗研究

提出了全钒液流电池储能系统中能量损耗分布的计算方法,并研究了温度和流量对储能系统性能的影响.分析了系统效率以及储能变流器、交流泵与控制系统消耗的能量占比.结果显示,温度升高时,系统效率不断提高,在37℃时,系统效率达到60.06％,泵消耗能量6.11％,电堆消耗能量19.64％,储能变流器消耗能量13.73％;流量增加...     

电池储能站监控系统的设计

介绍了电池储能站监控系统特点,分析了电池储能站功能要求,进而提出了电池储能站监控系统构架的设计方案。以具体的工程实例,提出了电池储能站监控系统的实现方案,工程应用实际表明了该方案的有效性。     

光伏系统中钒液流电池特性的研究

针对太阳能发电输出功率的不连续性和波动性,分析了各种储能电池的优缺点,提出了采用以钒液流电池(VRB)储能来解决这一缺陷的方法,研究了VRB的工作原理及其等效电路模型。在此基础上搭建了其仿真模型,通过采用恒流控制策略在Matlab/Simuink中对VRB特性进行了验证,仿真结果表明VRB能够快速平抑输出功率的波动,可以保证直流电压的稳定,增强系统运行的安全性和供电的可靠性,仿真结果与理论分析相吻合,为进一步研究钒液流电池在大规模光伏发电系统的应用提供了理论指导。