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用于燃料电池堆电化学阻抗谱的隔离型电流馈电DC-DC变换器设计与控制
Design and control of isolated current-fed DC–DC converters for fuel cell stacks EIS incorporating wide-frequency-range of perturbations
Jiabin Shen · Jiacheng Wang · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18
本文提出一种专用于燃料电池系统的功率调节变换器，能够在不影响系统集成的前提下，施加宽频率范围的电化学阻抗谱扰动信号。通过设计隔离型电流馈电DC-DC拓扑结构并优化其控制策略，实现对燃料电池堆在宽频带内的精确阻抗测量，同时确保主功率传输的稳定性与效率，为燃料电池在线监测与诊断提供有效技术支撑。
解读: 该燃料电池电化学阻抗谱测量技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中隔离型电流馈电DC-DC变换器设计思路可应用于氢燃料电池发电系统的功率调节单元，通过宽频扰动注入实现电池堆在线健康诊断。该技术与阳光现有储能变流器ST系列的拓扑设计理念相通，可借鉴其控制策略优化燃料电池-储能混合系统的功率管理...
水热合成掺钕Co3O4纳米结构作为超级电容器电极
Hydrothermally synthesized neodymium-doped Co3O4 nanostructures as electrode for supercapacitor applications
Princess Nourah Bint Abdulrahman University (Grant No. PNURSP2025R378). The Deanship of Research · Graduate Studies at King Khalid University is greatly appreciated for funding this work through Large Research Project under grant number RGP2/235/46. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
各种可再生能源转换技术的进步推动了对高效能量存储系统的投资。过渡金属氧化物被广泛用作超级电容器应用中的电极材料；然而，仍存在一些局限性，包括比表面积小、导电性差等问题。然而，掺杂被认为是一种有效克服过渡金属氧化物局限性的方法。本研究采用水热合成法，通过掺入不同量的钕离子（Nd3+）来提升Co3O4的电容性能。利用多种技术手段对所制备材料的物理化学结构进行了表征。此外，在1 A/g电流密度下进行的恒电流充放电（GCD）分析表明，掺杂5.0 mol% Nd3+的Co3O4纳米颗粒表现出优异的电容保持...
解读: 该钕掺杂Co3O4超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其1398 F/g比电容和95.45%容量保持率可启发ST系列PCS的直流侧储能优化,特别适用于PowerTitan系统的功率缓冲单元和充电桩的峰值功率支撑模块。水热合成法制备的纳米结构材料可改善储能变流器母线电容性能,缩短响应时间...
评估并联异质电池串等效电路模型的通用性与有效性
Evaluating the Generality and Effectiveness of Equivalent Circuit Models for Battery Strings With Heterogeneous Cells Connected in Parallel
Xiaogang Wu · Xinhao Du · Ziyou Song · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
等效电路模型（ECM）因其在简易性和准确性之间取得了良好平衡，而被广泛应用于锂离子电池管理系统中。然而，当单个电池存在异质性时，ECM能否准确模拟并联电池单元的动态特性仍不明确。为解决这一问题，本文提出了一种近似参数等效电路模型（AECM），用于在频域中表征容量和内阻不一致的并联电池的输入 - 输出特性。此外，还建立了并联单个电池的一阶等效电路模型用于对比。通过计算这两种模型的传递函数，分析了随着电池单元在容量和内阻等参数上的不一致性增加，模型误差是如何变化的。最后，利用电化学阻抗谱验证了AEC...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对异质并联电池串等效电路模型的研究具有重要的工程应用价值。在大规模储能系统中，电池组内部单体差异性是影响系统性能和寿命的关键因素，而精确的电池模型是实现高效电池管理系统（BMS）的基础。 该研究提出的近似参数等效电路模型（AECM）为解决并联异质电池建模难题提...
铜锂共掺杂Mn3O4正极材料在水系锌离子电池中的应用
Cu-Li Co-Doped Mn3O4 cathode materials employed in aqueous zinc-ion batteries
Jidong Ma · Zhizhu Tang · Wenjun Zhou · Xinya Gu 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
二氧化锰因其低成本、高安全性和环境友好性，已成为水系锌离子电池（ZIBs）有前景的正极材料。然而，其实际应用受到循环稳定性差和电子导电性低的限制。本研究提出了一种铜锂共掺杂策略，以提升Mn3O4的电化学性能，并采用简便的一步溶液燃烧法制备了共掺杂材料（CLMO）。实验结果表明，Cu2+取代Mn2+位点引发了晶格收缩，缩短了Zn2+的扩散路径；而Li+通过抑制锰的溶出并稳定晶格结构，显著提高了材料的循环稳定性。协同共掺杂显著增加了氧空位浓度，从而改善了材料的电子导电性。CLMO正极在0.1 A g...
解读: 该Cu-Li共掺杂Mn3O4正极材料技术对阳光电源储能系统及电动汽车产品线具有重要参考价值。研究中通过双金属协同掺杂实现的高循环稳定性(800次循环容量保持率98%)和低电荷转移阻抗(13.17Ω)策略,可启发ST系列储能变流器及PowerTitan系统中电池管理优化方案。锌离子电池的高安全性、低成...
采用PtCu合金对电极的双面液结光伏器件
Bifacial liquid-junction photovoltaic devices using PtCu alloys counter electrodes
Tran Nam Anh · Dang Thi Hai Linh · Nguyen Thi Hiena · Nguyen Thi Hanhb 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297
摘要 本研究探讨了利用常压干等离子体还原（DPR）技术合成具有不同Pt和Cu前驱体体积比的PtCu纳米颗粒（NPs）。值得注意的是，DPR在常压和室温条件下运行，无需使用有毒化学品，是一种环境友好的合成方法。所制备的PtCu NPs被固定在氟掺杂氧化锡（FTO）基底上，并首次用作高效双面染料敏化太阳能电池（BFDSCs）中的对电极（CEs）。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对PtCu NPs的形貌、表面化学状态和电子结构进行了分析。采用塔菲尔分析、电化学阻抗谱（EIS）和...
解读: 该PtCu合金对电极技术对阳光电源光伏系统具有重要参考价值。双面染料敏化电池(BFDSCs)的效率提升与成本优化思路,可启发SG系列组串逆变器在双面组件MPPT算法优化方向。PtCu合金的性价比优势与大气等离子体绿色制备工艺,契合阳光电源功率器件降本增效战略,可应用于SiC/GaN器件电极材料研发。...
电沉积电位对聚吡咯薄膜在超级电容器应用中的影响
The effect of electrodeposition potential on the polypyrrole films for supercapacitors application
Noureddine Boumaza · Abdelfetteh Sayah · Assia Tounsi · Leila Lamiri 等6人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
聚吡咯（PPy）在能量存储领域的应用已被广泛研究和利用，尤其是在电化学超级电容器中，因其易于合成且具有显著的赝电容特性。在本研究中，我们探讨了电沉积电位如何影响聚吡咯薄膜的电化学特性。采用多种施加电位（1 V、1.1 V 和 1.2 V vs. SCE），通过计时电流法在含有0.01 M吡咯单体的电解液（0.1 M LiClO₄/CH₃CN）中，在掺铟氧化锡（ITO）基底上电沉积聚吡咯薄膜，持续时间为180秒。所有制备的薄膜均通过多种技术进行表征，包括扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱...
解读: 该聚吡咯薄膜电化学沉积研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示通过优化电沉积电位(1.1V最优)可使比电容提升至125.33 F/g,为ST系列PCS和PowerTitan储能系统中超级电容器模块的性能优化提供理论依据。该技术可应用于储能系统的功率缓冲单元,提升瞬态响应能力和循环寿命,同时为...
Ta5+掺杂LLZO电解质对其结构和电学特性的影响及其在固态储能中的应用
Impact of LLZO electrolytes doped with Ta5+ and their structural and electrical characteristics for solid-state energy storage applications
Max Savio · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
电解质Li7La3Zr2O12（LLZO）已成为固态储能应用中极具前景的候选材料。本研究采用固相反应法制备了Ta掺杂的Li7La3Zr2O12（LLZO:xTa5+）粉末，并将所得粉末用于制备片体，随后对样品进行不同时间的退火处理。系统地研究了该工艺对LLZO:xTa5+材料结构和电学特性的影响。分别利用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和选区电子衍射（SAED）分析烧结后粉末的微观结构特征。LLZO的HRTEM图像表明，烧结后的xTa5+粉末在表面呈现出均匀分布且结构良好的晶粒。X射线光电子...
解读: 该Ta掺杂LLZO固态电解质技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究显示0.15%Ta掺杂可实现±5mA/cm²电流密度和低阻抗特性,为PowerTitan等大型储能系统的电池安全性升级提供方向。固态电解质的高离子电导率和宽电化学窗口可提升ST系列PCS的循环寿命和温度适应性,同时为充电桩快充应...
微型热电联产固体氧化物燃料电池系统的性能评估与快速诊断
Performance assessment and fast diagnosis of a μ-CHP solid oxide fuel cell system
Hangyu Yua · Florian Bernard Berset · Pyry Mäkinen · Cédric Frantz 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.397
摘要 在线性能表征与故障状态诊断对于确保微型热电联产（μ-CHP）固体氧化物燃料电池（SOFC）系统的家庭安全运行和延长使用寿命至关重要。然而，针对紧凑型SOFC系统实现快速且准确的故障检测与性能表征仍是一个挑战。本研究应用多种诊断方法对一个μ-CHP SOFC系统进行表征，包括恒电流电位法、电化学阻抗谱（EIS）、总谐波失真（THD）分析工具。性能表征与状态诊断在不同功率需求、燃料不足、高碳燃料供给以及长期运行条件下进行。正常工况与燃料不足条件下的EIS结果表明，远离燃料入口的底部27-cel...
解读: 该SOFC微型热电联供系统的快速诊断技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。文中采用的电化学阻抗谱(EIS)和总谐波失真(THD)在线监测方法,可应用于ST系列储能变流器的电池健康状态诊断。燃料饥饿检测逻辑(0.01-0.1Hz正弦激励)可移植到PowerTitan系统的电池簇不均衡预警中。长期...