面向电网储能的液态金属电池安全特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51307069
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0707.电能存储与应用
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

It is widely recognized that grid-scale energy storage is key to continue growth of renewable energy technologies and improve efficiency and reliability of the electric grid. Liquid metal battery is a promising energy storage technology for grid application because of low cost, simple assembly and long lifespan. However, high operating temperature and highly reactive electrode materials have raised concerns about their overall safety. This proposal is focused on safety issues of liquid metal batteries. Failure mode、high temperture corrosion mechanism of secondary cell components and cell performance under extreme conditions will be investigated and the main effects on safety of liquid metal batteries will be discussed. Meanwhile, paste electrolyte will be applied to improve cell safety and the precise models for predicting state of charge (SOC) will be developed. The ultimate goal for the proposal is to understand the safety issues of liquid metal batteries and provide the basis for the application of liquid metal batteries for grid-scale energy storage.
大规模储能是消纳可再生能源发电和建设智能电网的关键技术之一。新近发展起来的液态金属电池是一类廉价高效的大型电化学储能技术,有望应用于电网的大规模储能。作为一种全液态金属高温电池,其安全特性是储能领域普遍关心的问题。本项目将围绕液态金属电池的安全特性,分别从电池失效机制、材料的高温腐蚀行为及复杂工况下的电池安全特性等三个方面对影响电池安全性的主要因素进行系统地分析和研究。在此基础上,提出通过采用膏状电解质改善电池的安全性,通过建立SOC预测模型有效监测电池安全状态,初步解决液态金属电池安全性的一些关键科学问题,为其大规模储能应用奠定基础。

结项摘要

项目围绕液态金属电池的安全特性,深入研究了新型锡基液态金属电池体系的微观反应机理,揭示了电池失效的主要原因。研究结果表明高熔点低密度放电产物在反应界面的不可逆累积以及关键电池材料的高温腐蚀是导致电池失效的主要原因。基于电池的反应机理和失效模型,进一步提出了提高电池安全性的改进措施和解决办法,并通过优化电池正负极集流体的材料和设计,成功构建了稳定的动态反应界面,显著提高了电池的循环稳定性。研究了热冲击下液态金属电池的安全可靠性,实验结果显示电池在反复冷却降温再升温处理后性能未见明显变化,展现了良好的耐热冲击性。同时,通过对液态金属电池的热场进行建模仿真,初步研究了电池在极端工况下(大电流、内短路、外短路等)的热效应,评估了不同工况下液态金属电池的安全可靠性。构建了液态金属电池模型,应用扩展卡尔曼滤波法实现了SOC的精确估计,为液态金属电池的可靠高效管理奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(0)
串联液态金属电池组均衡控制策略研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电源技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王大磊;蔡涛;刘志楠;蒋凯
  • 通讯作者:
    蒋凯
Liquid Metal Electrodes for Energy Storage Batteries
储能电池用液态金属电极
  • DOI:
    10.1002/aenm.201600483
  • 发表时间:
    2016-07-20
  • 期刊:
    ADVANCED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子:
    27.8
  • 作者:
    Li, Haomiao;Yin, Huayi;Sadoway, Donald R.
  • 通讯作者:
    Sadoway, Donald R.
High Performance Liquid Metal Battery with Environmentally Friendly Antimony-Tin Positive Electrode.
采用环保锑锡正极的高性能液态金属电池。
  • DOI:
    10.1021/acsami.6b02576
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    ACS Appl Mater Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li, Haomiao;Wang, Kangli;Cheng, Shijie;Jiang, Kai
  • 通讯作者:
    Jiang, Kai
液态金属电池储能特性建模及SOC估计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王大磊;王康丽;程时杰;蒋凯
  • 通讯作者:
    蒋凯

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  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蒋凯
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    蒋凯
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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    --
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  • 作者:
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    赵东

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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