摘要：随着信息化、电动化和新能源技术的快速发展,便携电子、电动汽车和储能设施需要更高能量密度的电化学储能电池,但广泛使用的锂离子电池的能量密度正逐步接近极限,难以满足上述需求。因此亟需发展更高能量密度的电化学体系。锂金属负极具有极高的理论容量(3860 mAh·g^(-1))和最低的氧化还原电势(-3.04 V vs SHE),被认为是实现下一代高能量密度电池的理想材料。然而在几十年的发展过程中,锂金属电池较低的循环寿命和安全性问题严重制约了其实用化。本文从锂金属电池的发展历程出发,分析锂金属负极反应活性高、锂枝晶、死锂和体积膨胀等问题及作用机理,并就上述问题分别从界面设计和体相设计方面综述应对策略,包括非原位/原位生成的界面层保护、合金化锂负极以及三维复合锂负极,最后针对实效电池的约束条件、电极串扰及大容量电池的失效机制等实用化锂负极未来发展进行探讨和展望。

摘要：社会科技的进步也推动了锂电池技术快速发展。锂离子电池的性能受温度影响较大,在低温条件下工作时其性能衰减严重,因此,提高锂离子电池的低温性能成为研究热点。本文综述了基于铌基电极材料的低温锂离子电池近年的研究进展以及影响其低温性能的因素,从电极材料和电解液两个方面总结了改善锂离子电池低温性能的方法。电极材料方面主要介绍了铌基材料的晶体结构和电化学性质、烧结对于铌基材料结构及性能的影响、铌基材料的修饰改性研究以及含铌氧化物低温电化学性能,结果说明了铌基材料独特的赝电容结构能促进离子和电子传导,异质原子的掺杂及其他材料的复合能够使其结构更加稳定,带隙变窄,载流子密度增加,使倍率性能得到提高,从而提高了材料的低温性能;电解液方面从溶剂、添加剂以及锂盐三方面介绍了匹配铌基负极的低温电解液的研究进展,提出采用多元溶剂体系与多种添加剂协同作用可以改善电解液对锂离子电池低温性能的影响,并且大部分线性羧酸酯类溶剂熔、沸点较低,蒸气压较大,能有效改善电池的低温性能。本综述可为设计在低温下具有优异性能的锂离子电池负极材料提供指导。

摘要：全固态锂金属电池具有较高的安全性和稳定性,是替代传统锂离子电池成为下一代储能装置的理想选择。然而,固态电解质相较于液体电解液而言,其较低的离子电导率仍然是阻碍全固态锂金属电池得到快速发展的一个关键。综述了不同类型固态电解质离子传输机理,总结了提高固态电解质电导率的改进策略和最新研究进展,归纳了改善固态电解质离子传输性能的技术路线,并对未来新型固态电解质的设计与发展作了展望。

摘要：车用功率器件封装研究的进展极大提升了电动汽车的动力性能和续航能力,使得电动汽车更加高效、可靠。随着车用功率器件封装的不断优化,电动汽车行业有望迎来更广阔的市场前景和发展空间。近年来,功率器件封装建模、封装设计与优化、热管理与结温监测、器件驱动与应用、可靠性分析、在线监测等成为研究热点,并受到了学术界及工业界的持续关注。《电源学报》特别推出“车用高可靠性功率器件封装及辅助技术”专辑,以期推进车用功率器件及其应用难点和热点问题的探讨。

摘要：通过介绍我国的空间环境探测与试验卫星太阳电池阵，着重阐述了体装组合板式小卫星太阳电池阵的设计。该方阵的设计针对体装式小卫星结构的具体特点和姿控方式，采用了组合板式的全方位布片模式，确保太阳阵在任何阳光入射角情况下均可稳定地为星上负载提供充足的功率和充电电流。为了解决由于天线、探头等突出物在太阳阵上产生局部阴影遮挡形成的“热斑效应”，采用了“整体二级管太阳电池”和“片型电流旁路器”，有效地消除了“热斑效应”。该太阳阵的设计思路和工艺方法为后继体装组合板式小卫星系列的发展提供了有益的经验。

摘要：放射性同位素温差发电器不受太阳光和其它环境条件的影响,可以同时为航天器提供电能和热能,是较理想的月球和深空探测电源。文章回顾了国外RTG的应用历史,评述了RTG的发展趋势。目前,RTG的研究方向是高效率、高比功率,以满足未来深空探测任务的需要。文章介绍了应用于深空探测的RTG在优化配置过程中应当考虑的一些问题。最后,评述了深空探测RTG的技术关键,包括RTG设计、温差电换能器技术、同位素热源及其安全技术、热管理技术和电源管理技术。

摘要：采用新的注电液方志祁新形状隔膜来研究电液分布对Ｈ２－Ｎｉ电池性能的活化工艺，使用池极组中的电液初次分布非常均匀，克服了原工艺中电液初次分布不均匀的缺点，使电池的电压、容量、质量比能量均有所提高，堤高程度与电池容量呈正相关，采用新的活化工艺制造的８０Ａｈ电池比能量可达５５Ｗｈ／ｋｇ。采用新形状隔膜不仅改变了电池中的电液量，而且还完善了电液回流设计，使正极活性物质的利用率及电池放电电压均有所提高。此外，本文还通过试验对电池在寿命试验过程中出现的容量、电压衰降以致失效的现象进行了分析，认为电池失效的主要原因是电液分布不均匀，而不是正、负极的性能衰降及隔膜的降解。

摘要：太阳电池阵是绝大多数航天器的在轨能源来源,在轨将太阳光能转化为电能,满足平台和有效载荷的功率需求。太阳电池阵为机电一体化设备,原料成本高、生产工艺复杂,是卫星平台的高价值单机。在太阳电池阵模块化布片的基础上,可以采用遗传算法等最优求解算法,在满足功率、质量等要求下,计算并个性化调整太阳电池片布片,针对卫星功率需求自动优化卫星变轨策略等设计,从而进一步控制航天器设计余量。在保证产品质量、技术成熟度的基础上,进一步提高航天产品的设计效能。

摘要：锂氟化碳电池在固体正极体系一次电池中拥有最高的理论比能量(约2180 W·h·kg;),特别适合对载荷质量要求苛刻的深空探测任务。我国首个火星探测器"天问一号"在其着陆巡视器内部使用了一组锂氟化碳电池用于完成进入—下降—着陆段的供电任务。文章提炼锂氟化碳电池与深空探测应用密切相关的4项基本特性,根据火星探测任务的特点提出电池特性分析的新需求,并开展相关专项试验,进一步验证电池对任务的适应性。结果表明:锂氟化碳电池适应低倍率短时放电工况,具有耐受一定过充过放电的能力以及较好的抗辐照能力;电池对高温敏感,65℃以上贮存会导致电池寿命严重缩短,建议低温贮存。

摘要：准确的仿真模型是设计太阳电池栅线的关键。从受光面发热损失、细栅遮挡损失、细栅发热损失入手,建立了空间用GaInP/GaAs/Ge太阳电池栅线仿真模型。设计了以表面薄层电阻、细栅形状、细栅间距为变量的验证实验,制备的样品效率与仿真预计效率吻合良好。应用栅线模型在两种类型的3 cm×4 cm尺寸空间用GaInP/GaAs/Ge太阳电池进行栅线优化,两种太阳电池经优化后转换效率分别提升了0.19%和0.29%,证明该栅线设计模型准确,应用效果良好。