吸收式热电池(ATB) 近年来因其高能量存储密度(ESD)、低热损耗及多功能输出特性而受到广泛重视。但是，经过下降充电温度以进步其在低档次可再生能源对ATB应用提出了关键性应战。为应对极低充电温度环境，研讨人员提出了两级ATB体系。本研讨经过树立经试验验证的动态模型，全面准确地调查了不同工况下两级ATB的功能体现。经过比照根底循环与两级循环在冷热存储场景下的运转行为和循环功能，重点剖析了两级溶液储罐（主储罐与辅佐储罐）间溶液分配比例的影响。辅佐在不同充电温度条件下，研讨人员体系调查了蓄热罐对循环功能的影响。此外，还剖析了两阶段先进热电池（ATB）在长时间储能方面的优势与适用性。试验结果标明，两阶段ATB在55℃时完结冷储能115.8 kWh/m³的能量密度，在50℃时达到359.7 kWh/m³的热储能密度，这两项指标均较根底型ATB（57.7 kWh/m³）进步了一倍以上3和27.5千瓦时/平方米3在低充注温度下，储罐内不同溶液分配计划对3ESD体现出明显差异。跟着充注温度升高，为完结最高ESD的最优分配计划倾向于将更多溶液分配至主储罐。关于长时间贮存场景，两级ATB相较于根底ATB展现出优势，能完结更高的浓度滑移（即更高ESD），尤其在低充注温度条件下。 tends to allocate more solutions to the main storage tank as the charging temperature rises. For long-term storage scenarios, the two-stage ATB shows advantages over the basic ATB, achieving higher concentration glides (i.e., higher ESD), especially under low charging temperatures.

导言

能源危机与环境应战是亟待全球协同应对的急迫议题[[1], [2], [3]]。多国已承诺完结碳中和方针，并强调节能降耗的重要性[4,5]。该领域的中心环节在于可再生能源的开发利用[[6], [7], [8]]——这类能源储量丰厚且可持续。但是，可再生能源普遍存在不稳定性、间歇性和能量密度低一级固有缺陷，导致其直接利用存在诸多问题且功率低下[9,10]。为处理这些难题，热电池（亦称热能存储技能）已成为高效利用低档次可再生能源的关键技能[11]。热电池经过贮存富余热能完结延时利用，然后缓解能源供应间歇性问题，进步可再生能源体系的可靠性与功率[12]。
显热储能与潜热储能是两种传统的热能存储方式[[13], [14], [15]]。虽然显热储能电池具有结构简单、本钱低价的特色，但其储能密度（ESD）较低且热丢失明显[16]。相比之下，潜热储能电池展现出更高的储能密度[17]，但是相变资料（PCMs）普遍存在导热系数偏低的问题[18]，导致放电进程中需求响应速度缓慢。
吸收式热电池（ATB）作为一种根据吸收-解吸循环的新式热化学储热技能，凭借其高能量存储密度、可疏忽的热丢失以及灵敏的供能模式（制冷、制热与除湿）[[19], [20], [21]]，近年来受到广泛重视。但是，ATB的高效充能进程（即解吸进程）需要85-100°C的高驱动温度[22]，这限制了低档次可再生能源及余热资源的高效利用。因而，已有部分研讨致力于探究下降ATB体系充电温度的办法，即在较低充电温度下进步其储能功能。当前关于ATB的研讨首要会集在开发替代工质和改进循环构型[23]。虽然新式工质被以为进步ATB功能的关键，但相较于传统盐溶液（如H），仍缺少能明显下降充电温度的替代工质。2O/LiBr。现有新式工质的首要优势在于其能够防止结晶（如离子液体[22,24]）并下降本钱（如低共熔溶剂[25,26]）。
先进的ATB循环一般经过精妙的体系配置[29]完结更高的能量转化功率[27]或进步能量质量[28]。例如，混合紧缩辅佐型ATB在充能进程中选用附加紧缩机下降生成压力[30,31]，然后明显下降解吸温度。经过输入少量辅佐功率，紧缩辅佐型ATB在低充电温度下可取得比根底ATB更高的ESD（能量存储密度），例如将ESD从104.8 kWh/m3进步至282.8 kWh/m3在80°C的充电温度下。此外，研讨还调查了65°C的最低充电温度，取得了杰出的循环功能。
双级ATB体系选用两个根底ATB子体系构成，其中一个ATB子体系作为辅佐体系，在充能进程中处理主体系的冷凝热[32]，或在释能进程中为主体系的蒸腾供给热源[33,34]。这种双级充能办法经过下降主体系的冷凝温度来取得较低的生成压力，然后下降充能温度并进步终究充能浓度。因而，与根底ATB体系相比，双级ATB体系由于在充能进程中取得了更高的浓度，完结了明显进步的能量存储密度（ESD），虽然其储能功率（ESE）略有下降——例如在ESE下降21%的代价下完结了ESD进步138%的功能改进。此外，双级ATB体系能够完结更低的蒸腾温度用于制冷输出，并可在更低环境温度下供给供热。
双级放液法经过进步主子体系蒸腾温度来完结较高的吸收压力，然后进步热输出温度并下降终态放液浓度（即初始充液浓度），这意味着开始阶段所需的发生温度可以下降。针对双级ATB的试验研讨[35]标明，其能量存储密度从44 kWh/m³明显进步至103 kWh/m³3至103 kWh/m³3.
与传统选用两个根底ATB子体系的双级ATB不同，所提出的两级ATB仅经过添加一个溶液储罐来完结功能进步，该设计旨在下降充注温度[36]。针对两级ATB的初步试验标明，其可完结低至50°C的极低充注温度。
但是，现在仍缺少经过优化体系设计来进步两级ATB功能的研讨，特别是关于两个溶液储罐之间溶液分配的问题。有必要对外部热环境条件及不同溶液分配计划下两级ATB的功能展开参数化研讨。仅依靠试验手法难以快速、全面且准确地完结大量参数剖析。因而，本研讨树立了根据试验数据验证的两级ATB动态模型。比照剖析了根底循环与两级循环在冷热储能场景下的动态充放行为与循环功能。随后，利用该模型研讨不同充注温度下溶液分布对循环功能的影响。动态模型与模仿可为体系设计的及时调整供给快速反应，有助于深入理解问题并确认最优解。此外，提出放电季的补液策略，旨在最大化全年可再生能源利用率以减小长时间储能体系规模。最后，针对两种长时间储能场景（包含夏日储热冬天供暖、冬天储冷夏日供冷）展开两级ATB的应用研讨。