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镁二次电池负极材料的研究综述

稀有金属 2024年第1期48卷 79-89页

作者：王中霆邓容锐李荣黄光胜王敬丰潘复生重庆大学材料科学与工程学院国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

随着经济社会的快速发展和工业化进程的快速推进,能源及储能设备的需求日趋增长。传统的锂离子电池虽然在一定范围内得到了应用,但是其资源匮乏、成本高和安全性差的问题制约了锂离子电池在大规模储能领域的进一步发展。在后锂离子电池... 详细信息

随着经济社会的快速发展和工业化进程的快速推进,能源及储能设备的需求日趋增长。传统的锂离子电池虽然在一定范围内得到了应用,但是其资源匮乏、成本高和安全性差的问题制约了锂离子电池在大规模储能领域的进一步发展。在后锂离子电池时代,镁二次电池因其资源丰富、低成本、轻量化、高安全性、高能量密度等优势,有望应用于大规模储能领域。负极是镁二次电池发展和应用的关键因素,而今,镁二次电池仍处于研究初步阶段,其中负极材料的选择、优化及性能提升策略尤为重要。综述了现阶段常见的镁二次电池负极材料,包括纯镁负极材料、合金负极材料、嵌入型负极材料、界面膜改性负极材料等,分析了不同类型负极材料的优点、应用现状、匹配性问题、最新研究进展、潜在发展趋势等。最后,结合已有的研究成果,展望了镁二次电池负极材料未来的研究重点和策略。

关键词：镁二次电池负极材料提升策略综述

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基于窄带物联网的茶叶灭虫控制系统研究

农机化研究 2024年第1期46卷 84-89页

作者：彭炜峰罗静张洲亚李光林余金洋重庆水利电力职业技术学院重庆402160 重庆市工业技师学院重庆402160 西南大学工程技术学院重庆400715 西南大学丘陵山区农业装备重点实验室重庆400715 重庆华中数控技术有限公司重庆402160

为克服当前物联网在丘陵地区农业生产过程中存在通信距离短、消耗功率大、终端数量易饱和等问题,以茶叶虫害防治为研究对象,将窄带物联网技术与农业生产相结合,实时精准监测土壤温湿度,并根据土壤温湿度数据变化远程控制茶叶灭虫电磁阀... 详细信息

为克服当前物联网在丘陵地区农业生产过程中存在通信距离短、消耗功率大、终端数量易饱和等问题,以茶叶虫害防治为研究对象,将窄带物联网技术与农业生产相结合,实时精准监测土壤温湿度,并根据土壤温湿度数据变化远程控制茶叶灭虫电磁阀启闭状态,设计了智能茶叶灭虫控制系统,并优化了超级电容太阳能电源管理、无线传感网络监测、远程监测控制等核心技术及关键模块。试验结果表明:系统运行稳定,能通过窄带物联网技术实时监测、传输土壤温湿度信息,终端可实时远程控制茶叶灭虫电磁阀,实时启闭茶叶灭虫系统,达到了实时精准监测和远程控制的目的。研究弥补了当前物联网在农业生产中应用的不足,提高了太阳能电源使用效率,延长了蓄电池使用寿命,可为我国智慧农业发展提供参考。

关键词：窄带物联网超级电容土壤温湿度远程监控灭虫控制茶叶

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数据分布多样性对锂电池SOC预测的泛化影响

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储能科学与技术 2024年第5期13卷 1677-1687页

作者：何林刘江岩刘彬李夔宁代帅重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

数据驱动模型预测荷电状态(SOC)依赖高质量的实验数据,在应用于实际使用场景下的分布多样的锂电池组数据时会出现预测的准确性不稳定即泛化能力差的情况,限制了模型的实际应用。研究实际场景下的大规模数据的分布多样性对SOC预测模型的... 详细信息

数据驱动模型预测荷电状态(SOC)依赖高质量的实验数据,在应用于实际使用场景下的分布多样的锂电池组数据时会出现预测的准确性不稳定即泛化能力差的情况,限制了模型的实际应用。研究实际场景下的大规模数据的分布多样性对SOC预测模型的泛化性影响具有重要意义。因此,对32个锂电池组的实际运行数据集进行研究,采用经典算法与多输入多输出(MIMO)策略结合来预测多步SOC,对每份数据分别建立模型进行SOC预测,研究了不同算法的应用效果并分析了数据分布多样性对模型的泛化能力的影响规律。结果表明:对大规模的锂电池组数据,LR-MIMO模型训练精度普遍优于RF-MIMO、KNN-MIMO、LSTM-MIMO模型,其预测未来0.5 h的SOC的R^(2)一般在0.98及以上,MAPE基本低于0.05。与其他模型相比,LR-MIMO模型有优秀的预测性能,预测其他数据集的R^(2)基本在0.95以上。而KNN-MIMO模型的预测精度与RF-MIMO模型相当,R^(2)大致在0.7以上,LSTM-MIMO模型的预测性能因数据集不同存在较明显的差异;当数据满足SOC与电压的相关系数≥0.9、SOC和电压分布范围广、核密度曲线呈左偏趋势、分布较均匀时,可使模型训练精度提高。

关键词：锂离子电池荷电状态数据驱动分布多样性泛化性

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原位聚合制备PDOL基固态电解质及其在锂金属电池中的应用

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储能科学与技术 2024年

作者：江训昌喻科霖杨大祥廖敏会周洋重庆交通大学绿色航空技术研究院重庆交通大学重庆市育才中学绿色航空能源动力重庆市重点实验室重庆长安新能源汽车有限公司

通过同轴静电纺丝工艺，制备出在聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维表面包覆了氧化钇稳定氧化锆（YSZ）纳米颗粒的YPVDF纳米纤维膜，并以1，3-二氧戊环（DOL）为聚合物前驱体单体，三（三氟磺酸）铝(Al（OfT）3)为引发剂，双三氟甲基磺酰亚胺... 详细信息

通过同轴静电纺丝工艺，制备出在聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维表面包覆了氧化钇稳定氧化锆（YSZ）纳米颗粒的YPVDF纳米纤维膜，并以1，3-二氧戊环（DOL）为聚合物前驱体单体，三（三氟磺酸）铝(Al（OfT）3)为引发剂，双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiTFSI）为锂盐，氟代碳酸乙烯酯（FEC）为SEI膜添加剂，采用原位聚合工艺，在高比表面积的YPVDF纳米纤维基膜中原位聚合生成PDOL基复合固态电解质，PDOL与YPVDF纤维表面的YSZ形成大量的YSZ/PDOL有机-无机离子快速传输界面，制备出的PDOL@YPVDF-CSE在室温下拥有0.94×10-4S/cm的离子电导率；YPVDF纤维上YSZ的Lewis酸位点(Zr4+、Y3+、氧空位)能够吸附LiTFSI中的阴离子，促进LiTFSI解离出Li+，从而使得PDOL@YPVDF-CSE具有0.78的锂离子迁移数，同时YSZ提供的Lewis酸位点可以协同Al（OfT）3促进DOL开环聚合，使DOL单体的转化率达到98.2%。此外，YPVDF纳米纤维的引入使得PDOL@YPVDF-CSE的耐热分解温度提升至312℃。以PDOL@YPVDF-CSE组装的Li|PDOL@YPVDF-CSE|Li锂对称电池，能够稳定循环1500h以上；组装的LFP|PDOL@YPVDF-CSE|Li电池在0.5C倍率下循环800次以后，容量保持率为97.4%，在2C的倍率下循环500次后，容量保持率为96.8%。同时，以LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）为正极组装的NCM622|PDOL @YPVDF-CSE|Li电池在1C的倍率下循环150次后，容量保持率为96.2%。

关键词：同轴静电纺丝聚1,3-二氧戊环原位聚合电化学性能复合固态电解质

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锂离子电池的热失控与预防

科技导报 2024年第12期42卷 178-192页

作者：李存璞唐晓霞魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆大学锂电及新材料遂宁研究院遂宁629000

随着可再生能源的开发利用,锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命、自放电小等特性,被认为是最重要的储能技术之一。然而,由锂离子电池热失控引起的火灾或爆炸事故频发,提高其安全性能刻不容缓。锂离子电池热失控发生源于电池外部受... 详细信息

随着可再生能源的开发利用,锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命、自放电小等特性,被认为是最重要的储能技术之一。然而,由锂离子电池热失控引起的火灾或爆炸事故频发,提高其安全性能刻不容缓。锂离子电池热失控发生源于电池外部受到滥用,导致电池内部生长锂枝晶造成短路、电极分解析出气体、易燃电解液分解,从而发生燃爆。以锂离子电池内部组件为出发点,基于锂离子电池热失控机理研究,从锂离子电池正负极及电解液等方面详细分析了热失控诱因;对热失控过程中电池内部的反应过程进行了全面阐述;针对锂离子电池热失控提出了抑制锂枝晶生长、设计电解液、减少正极氧释放、优化隔膜等内部改进策略,综合锂离子电池外部热管理以实现对锂离子电池的内外双重保护。

关键词：锂离子电池电池组件电池组热失控热管理

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时变网络下电动冷藏车配送优化研究

数学的实践与认识 2024年第1期54卷 14-27页

作者：葛显龙杨眉重庆交通大学经济与管理学院重庆400074 重庆交通大学智能物流网络重庆市重点实验室重庆400074

冷链物流是生鲜食品运输的关键环节,纯电动冷藏车作为冷链物流运输的主要工具,既能有效保证生鲜食品的质量,也符合国家“节能减排”的要求.为此,研究纯电动冷藏车参与的冷链物流配送问题.首先对时变网络下纯电动冷藏车的实际能耗进行综... 详细信息

冷链物流是生鲜食品运输的关键环节,纯电动冷藏车作为冷链物流运输的主要工具,既能有效保证生鲜食品的质量,也符合国家“节能减排”的要求.为此,研究纯电动冷藏车参与的冷链物流配送问题.首先对时变网络下纯电动冷藏车的实际能耗进行综合分析,在车辆载重、电池容量和客户时间窗等约束条件下,建立总配送成本最小的优化模型;然后根据模型特点设计节约里程和禁忌搜索算法;最后结合重庆市某连锁超市的实际地理位置等数据验证模型和算法的有效性.

关键词：生鲜配送纯电动冷藏车交通拥堵时变网络

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双渠道退役动力电池回收闭环供应链模式选择

系统工程理论与实践 2024年第8期44卷 2572-2591页

作者：胡文婕周佳马成霖赵骅董滔重庆工商大学企业管理研究中心重庆400067 重庆工商大学工商管理学院重庆400067 天津大学管理与经济学部天津300072 西南大学电子信息工程学院重庆400700

欧盟《新电池法》的执行加剧了市场对回收电池的需求,单一渠道回收退役动力电池已无法完全满足生产需要,双渠道回收模式正在成为一种趋势.本文首先提出了单渠道回收退役动力电池模型,并在所提模型的基础之上拓展出两种双渠道回收模型,... 详细信息

欧盟《新电池法》的执行加剧了市场对回收电池的需求,单一渠道回收退役动力电池已无法完全满足生产需要,双渠道回收模式正在成为一种趋势.本文首先提出了单渠道回收退役动力电池模型,并在所提模型的基础之上拓展出两种双渠道回收模型,分析了不同模式下关键参数变化对均衡结果的影响,探讨了双渠道回收模式下政府补贴对供应链成员策略偏好和回收激励的影响.研究表明:1)市场规模、市场折扣系数、翻新成本、价格敏感系数的变动会引起供应链成员策略的调整,增加营销投入提高市场对翻新电池新能源汽车的需求对供应链成员总是有益的.2)更加严格的环境政策下,电池制造商(BM)、第三方电池回收商(RM)选择RE模式更有利,而RB模式可以帮助新能源汽车制造商(EV)削弱环境政策带来的负面影响.3)政府补贴对EV和RM的激励更加显著,对BM的激励则非常有限.4)严格的环境政策总是会降低供应链整体利润,而政府补贴有利于提高供应链整体绩效.无政府补贴时,宽松的环境政策下应选择RB模式来提高供应链整体收益,否则单渠道模式有利于提高供应链整体收益.有政府补贴时,RB模式始终对供应链更有益.综合上述分析可以得到以下管理见解:供应链成员应当增加营销投入提高市场对翻新电池新能源汽车的接受度.政府补贴可以有效激励EV和RM参与回收退役动力电池,而针对BM的激励政策则应当更加多元化.本研究仅考虑了政府补贴对供应链成员绩效水平的影响,未来将会进一步探讨生产者责任延伸制度对供应链成员策略选择和电池循环利用的影响.

关键词：新能源汽车电池回收双渠道回收政府补贴

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高性能有机小分子光伏给体材料研究进展

有机化学 2024年

作者：涂开槐江雪段泰男肖泽云重庆交通大学国科大重庆学院中国科学院大学重庆绿色智能技术研究院

作为传统化石能源的替代之一，光伏能源的发展对碳中和及碳达峰目标的完成至关重要。相对于传统无机类太阳能电池（如单晶硅等），有机太阳能电池（OSCs）具有成本低、重量轻、可弯曲以及便于大面积印刷制备等优点，加上小分子光伏材料... 详细信息

作为传统化石能源的替代之一，光伏能源的发展对碳中和及碳达峰目标的完成至关重要。相对于传统无机类太阳能电池（如单晶硅等），有机太阳能电池（OSCs）具有成本低、重量轻、可弯曲以及便于大面积印刷制备等优点，加上小分子光伏材料良好的批次间性能一致性，使得有机小分子OSCs在近五年内得到了迅猛发展。作为OSCs活性层材料的重要组成之一，给体材料的作用举足轻重。本文系统回顾了近年来几类较有潜力的高性能小分子给体材料，通过相关研究进展分析总结了各类材料在分子设计、器件构筑以及形貌调控方面的特点与趋势。在此基础上，我们总结了当前有机小分子光伏材料研究领域存在的主要挑战与问题，并对相关领域未来发展提出了展望。

关键词：有机太阳能电池小分子光伏给体光电转换效率分子设计

基于多新息扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC估计

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科学技术与工程 2024年第16期24卷 6742-6748页

作者：吴胜利欧华邢文婷重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆工商大学管理科学与工程学院重庆400067

锂电池具有高能量密度、循环寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车动力装置,但车辆运行状况复杂多变,且电池内部呈现高度非线性的性质,导致电池荷电状态(state of charge, SOC)难以准确计算。为优化锂电池SOC估计精度,构建结合Warburg元... 详细信息

锂电池具有高能量密度、循环寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车动力装置,但车辆运行状况复杂多变,且电池内部呈现高度非线性的性质,导致电池荷电状态(state of charge, SOC)难以准确计算。为优化锂电池SOC估计精度,构建结合Warburg元件的分数阶二阶RC模型,采用自适应遗传算法进行参数辨识;融合多新息理论和扩展卡尔曼滤波算法,提出基于多新息扩展卡尔曼滤波(multi innovation extended Kalman filter, MIEKF)的锂离子电池SOC估计算法,并利用试验数据验证该方法的有效性,为提高SOC估计精度和车载锂电池的循环使用寿命提供了新的方法途径和实践支撑。

关键词：锂离子电池分数阶模型多新息理论扩展卡尔曼滤波(EKF) 荷电状态(SOC)