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为表彰高质量、科学意义重大、影响力广泛的出版物,Batteries 期刊对发表于2023年的文章就学术创新性、科学严谨性、学科影响力等方面进行了评估。经过由编委成员组成的奖项评审委员会的筛查与评审,我们最终评选出5篇年度论文。Batteries 期刊谨向所有获奖作者表示热烈祝贺,并向参与评审的期刊编委、主编团队致以诚挚谢意。未来 Batteries 期刊将继续秉承促进学术发展、推动电池领域研究成果的传播的宗旨,为广大学者提供高水平的开放获取交流平台。
获奖名单
一等奖
State of Charge and Temperature Joint Estimation Based on Ultrasonic Reflection Waves for Lithium-Ion Battery Applications
https://doi.org/10.3390/batteries9060335
通讯作者:
李晓宇副教授,深圳大学射频异构集成国家重点实验室和深圳大学物理与光电工程学院
孙传禹副教授,哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院
文章导读:
准确估计电池的荷电状态 (SOC) 和温度对于确保储能系统的安全至关重要。然而,利用较少的传感器获取电池的多种状态信息非常困难。本文提出了一种基于超声反射波的磷酸铁锂电池SOC和温度联合估计方法。将压电换能器粘贴在电池表面进行超声-电换能。超声波信号在换能器处被激励,穿过电池,到达电池底部后返回换能器。通过滑动窗口匹配相关分析确定电池状态特征指标的提取区间。在特征提取后,使用虚拟样本对数据进行扩展。最后,将反向传播 (BP) 神经网络模型应用于宽温度范围内的电池多状态联合估计。实验结果表明,锂离子电池SOC和温度估计结果的均方根误差 (RMSE) 分别为7.42%和0.40 ℃。该方法无损,易于应用于电池管理系统。结合电池内部气体产生的检测,该方法可以提高电池系统的安全性。
二等奖
Design, Properties, and Manufacturing of Cylindrical Li-Ion Battery Cells—A Generic Overview
https://doi.org/10.3390/batteries9060309
通讯作者:
Sabri Baazouzi博士,德国弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所 (Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation)
文章导读:
电池单元是电动汽车电池系统的主要组件。根据制造商的不同,汽车行业使用三种不同的单元形式 (软包、方形和圆柱形)。在过去三年中,圆柱形单元在汽车制造商中获得了极大的关注和普及,这主要得益于创新的单元设计,例如特斯拉的无极设计。本文研究了来自四家单元制造商的四种形式 (18650、20700、21700和4680) 的19款锂离子圆柱形电池单元。本文旨在系统地捕捉设计特征,例如极耳设计以及质量参数和制造公差,并对圆柱形单元进行一般性描述。文章确定了基本设计并为其分配了示例单元。此外,本文还从电流和热传输路径的角度对无极设计进行了全面的定义。研究结果表明,特斯拉4680设计是准无极设计的。此外,在本研究中发现25%的阴极和30%的阳极没有缺口,从而导致较长的电和热传输路径。基于CT扫描和事后分析,这表明卷芯可以很好地近似于阿基米德螺旋线。此外,文章比较了卷芯的质量和体积能量密度、阻抗以及表面和中心的加热行为。基于通用描述,文章介绍并讨论了以卷芯的形式和设计灵活性为重点的生产工艺。
Battery State of Health Estimate Strategies: From Data Analysis to End-Cloud Collaborative Framework
https://doi.org/10.3390/batteries9070351
通讯作者:
闫啸宇博士,北京航空航天大学航空发动机研究所;
杨世春教授,北京航空航天大学交通科学与工程学院;
刘新华副教授,北京航空航天大学交通科学与工程学院和伦敦帝国理工学院戴森设计工程学院 (Dyson School of Design Engineering, Imperial College London)
文章导读:
锂离子电池因其高能量/功率密度、高可靠性和长使用寿命已成为商业和工业应用中的主要电能存储设备。估计电池的健康状态 (SOH) 对确保安全、优化能源效率和加强电池生命周期管理至关重要。本文全面回顾了SOH估计方法,包括实验方法、基于模型的方法和机器学习算法。对每种方法的优点和局限性进行了批判性深入的分析。为了促进理解和进一步研究,对各种技术进行了系统的分类和比较。此外,本文强调了使用基于知识图谱的框架进行电池数据管理、多模型融合和智能电池管理系统 (BMS) 协作边缘云平台的前景。
三等奖
Trends in Automotive Battery Cell Design: A Statistical Analysis of Empirical Dat
https://doi.org/10.3390/batteries9050261
通讯作者:Steffen Link博士,德国弗劳恩霍夫系统与创新研究所和卡尔斯鲁厄理工学院
(Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI and Karlsruhe Institute of Technology)
文章导读:
锂离子 (Li-ion) 电池因其高能量密度、低自放电率和长循环寿命,已成为电动汽车 (EV) 的首选电源。过去十年,技术进步和成本大幅下降推动了电动汽车市场的不断普及。这种普及催生了定制化且经济高效的锂离子电池单元设计,以满足汽车需求。本研究基于经验数据,描述了从电池组到电极层面的锂离子电池设计趋势,包括电池组能量、电池容量、外部电池尺寸和形式、能量密度、比能量以及电极特性 (例如活性材料选择、孔隙率和组件厚度)。市场份额加权结果揭示了几个趋势,例如:(1) 电池尺寸不断增大,到2021年,最长的电池将达到500毫米 (软包) 和近1000毫米 (方形);(2) 高能量或低成本正极和负极材料之间的差异化日益增强;(3) 电池能量不断提升,相当于与2010年和2021年的平均值相比,能量密度和比能量分别提升约100%和70%。尽管取得了这些进展,但本研究发现,最新电池技术的市场推广速度低于行业公告所暗示的速度,而且一些众所周知且已得到文献证实的潜力尚未得到充分利用。
Challenges and Future Prospects of the MXene-Based Materials for Energy Storage Applications
https://doi.org/10.3390/batteries9020126
通讯作者:
Bilge Saruhan博士,德国航空航天中心材料研究所
(German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Germany)
文章导读:
在过去的十年中,MXenes,一类新型的先进功能二维纳米材料,在众多类型的电化学储能电极材料中脱颖而出。MXene及其复合材料基于过渡金属氮化物/碳化物/碳氮化物,具有独特的层状结构、更高的电导率和热导率、更高的载流子迁移率、较高的负电位、优异的力学性能、可调的带隙、优异的亲水性、金属性质以及丰富的表面化学性质,从而增加了表面金属活性氧化还原位点的数量并缩短了离子扩散路径,为功能材料领域开辟了令人瞩目的新机遇。然而,在电化学储能应用中,不可避免的聚集和纳米片层重组问题显著降低了电解质离子对MXene材料表面活性位点的可及性。目前,许多研究致力于解决这些问题。本文广泛综述了MXene基材料在电池和超级电容器等储能器件中应用的最新进展。本文重点关注MXenes的化学组成和形貌与其电化学性能之间的关系。此外,本文还探讨了MXenes及其基复合材料在商业化应用方面面临的挑战,并提出了克服其缺陷的方法。最后,本文重点介绍了MXenes为未来新型储能材料研究带来的机遇。
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Batteries 期刊介绍
主编:Karim Zaghib, Concordia University, Canada
主要关注电池和其密切相关学科领域的最新研究成果,包括但不限于锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池、金属空气电池、后锂离子电池、超级电容器和燃料电池等领域。一般主题包括电池电化学、电池系统与应用、电池性能与测试、电池材料、电池安全、电池加工制造、电池建模与控制等。期刊已被Scopus、SCIE、Inspec、Ei Compendex、CAPlus / SciFinder等数据库收录,在WOS中的检索名称为 Batteries-Basel。
2024 Impact Factor:4.8 (JCR Q2*)
2024 CiteScore:6.6 (Scopus Q1*)
Time to First Decision:18.5 Days
Acceptance to Publication:2.7 Days
*JCR Q2 at “Electrochemistry”, “Materials Science, Multidisciplinary” and “Energy and Fuels” Categories
*Scopus Q1 at “Electrical and Electronic Engineering”
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GMT+8, 2025-7-23 15:24
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