锂离子电池负极材料纳米碳纤维研究

将2 200℃石墨化处理的纳米碳纤维作为锂离子电池的负极材料,对其充放电性能做了初步研究.结果表明:纳米碳纤维的循环性能良好,首次不可逆容量很大,这与纳米碳纤维的比表面积大及所用材料石墨化程度低有关.     

纳米碳纤维导电剂改善锂离子电池性能的研究

电镜扫描分析结果表明用粒状导电炭黑作为导电剂在正电极中不能形成很好的导电网络造成导电性差、内阻高和电极极化;而采用具有线性结构的导电剂纳米碳纤维在电极中易形成良好的导电网络,表现出较好的导电性,因而减轻电极极化,降低电池内阻及改善电池性能。介绍了用上述两种导电剂的实验电池的电化学性能,测试结果表明,对于尺寸为5mm×20mmmm×25mm的软包装锂离子电池,纳米碳纤维作导电剂的电池的性能明显优于导电炭黑作导电剂的电池。     

碳纤维毡在钠硫电池中的应用

从碳含量、电导率及弹性模量等方面对影响碳纤维毡性能的主要因素进行了分析.从表面状态、活性比表面积、官能团数量、复合材料表面剪切强度等方面对国内碳纤维毡在储能电池应用中所存在的问题进行了分析.     

硫化物作为储能材料及电催化的研究进展

综述过渡金属硫化物复合材料在制备方法、结构特点、电化学储能和转换等方面的研究进展,包括各种纳米结构,如纳米花、纳米球、纳米片和纳米立方体等.金属硫化物用于锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池和电催化时,具有较好的电化学性能,如循环稳定性和倍率性能好,良好的对析氢反应、析氧反应和二氧化碳还原的电催化活性.展望过渡金属硫化物复合材料作为电池负极材料和催化剂的应用和发展前景.     

国产碳纤维纸合成PEMFC气体扩散层

以国产碳纤维纸为基体、酚醛树脂为粘接剂,采用液相浸渍法对碳纤维纸进行导电碳黑填充,合成了适合质子交换膜燃料电池扩散层使用的碳纤维纸。采用Pt载量为0．6mg／cm^2的MEA,在70℃H2／O2常压条件下对碳纤维纸组装的单体电池进行了性能测试,测试结果表明：电池输出性能良好,在0．55V时输出功率为520mW／cm^2。     

碳纤维作为铅酸蓄电池正极添加剂

使用碳纤维作为铅酸蓄电池正极添加剂,对砂型膏和过渡型膏分别进行了研究,以自制的小型电池通过不同的电流恒流放电,考察碳纤维对铅酸蓄电池性能的影响。同时研究了在砂型膏中,碳纤维在正极活性物质中的最佳含量,以及使用碳纤维和硫酸钠作为复合正极添加剂时,硫酸钠在正极活性物质中的最佳含量。并对添加碳纤维的极板和没添加碳纤维的极板分别进行了交流阻抗的测试。实验结果表明:碳纤维的加入量为0.2%~0.3%(质量百分数)时,能提高电池正极活性物质利用率7%~15% ;使用碳纤维含量为0.2%,硫酸钠含量为2.0%的复合添加剂时,比只添加碳纤维的电池活性物质利用率提高4%~7% 。交流阻抗实验结果表明,碳纤维的加入能降低电池的内阻。     

阳极掺杂纳米二氧化硅对PEMFC性能的影响研究

研究了质子交换膜燃料电池阳极侧加入保水剂后(纳米二氧化硅)对其性能的影响。分别考察了纳米二氧化硅以及经过磺化处理的纳米二氧化硅两种类型的保水剂,加入后对燃料电池性能以及材料憎疏水性能的影响。通过对相应材料进行电化学交流阻抗谱图以及接触角的测试,从理论上对实验结果进行了分析。结果表明经过磺化处理的纳米二氧化硅材料加入到燃料电池阳极侧后的电池性能要优于未经处理的纳米二氧化硅材料。还进一步考察了4种不同含量的纳米磺化二氧化硅保水剂的加入对燃料电池性能的影响。结果表明,加入质量分数为2.5%～5%磺化纳米二氧化硅的燃料电池,有着最好的电池性能和最小的接触电阻。最后对加入保水剂的燃料电池在低湿度下的性能及稳定性情况进行了初步的考察。     

以Li_4Ti_5O_(12)作负极的聚合物锂离子电池的性能

应用纳米级钛酸锂粉末作为负极活性材料制作聚合物锂离子电池,并对电池进行测试.分析和评价了其电压特性、倍率充电特性、倍率放电特性、低温放电特性、循环寿命以及安全性能,同时与石墨负极的聚合物锂离子电池进行了比较.研究表明,钛酸锂负极的聚合物锂离子电池在安全性能、倍率充放电性能、低温特性等方面超过石墨负极的聚合物锂离子电池,能够适合于在混合动力汽车和电动汽车上的应用.但电池的能量密度需要进一步提高,同时制作的成本需要进一步降低.     

纳米氢氧化镍的研究进展

纳米氢氧化镍具有比微米级球形氢氧化镍更好的电化学性能,成为了国内外近年来MH/Ni电池正极材料领域研究的热点之一.综述了几年来国内外制备纳米氢氧化镍的主要方法,并对各个方法的主要特点进行了评述.对纳米氢氧化镍性能研究进展进行了综述,对存在的问题和发展的方向进行了分析.     

锂离子电池碳负极研究新动向

锂离子电池是近年来发展起来的一种新型电池,其研究重点是电池负极材料。本文根据国内外锂离子电池发展现状,讨论了近年来锂离子电池负极——碳电极的发展动态。比较了各类碳材料的性质,如石墨、焦炭、碳纤维和微珠碳等。并提出对石墨无序化条件、石墨掺杂形成纳米级复合材料和对石墨改性使其形成纳米级孔、洞和通道等技术进行深入研究,目的是提高锂的可逆贮量和减少不可逆容量损失,有利于负极比容量的提高,从而有利于进一步提高锂离子电池的比能量,并认为这些技术将是未来锂离子电池发展的重要方向。     

不同维度炭材料对Li_4Ti_5O_(12)/C阳极电化学性能的影响

选取三种不同维度的炭材料[乙炔黑(AB)、纳米碳纤维(CNF)、膨胀石墨微粉(EG)]作为Li4Ti5O1(2简称LTO)的导电添加剂,研究了LTO/C复合电极的电化学性能。倍率放电以及电化学阻抗谱,结果表明在AB导电剂中添加CNF,形成了一个有利于电子输运的三维导电网络,LTO/(AB+CNF)电极表现出良好的大电流放电性能;二维结构EG的加入不利于锂离子的快速输运,降低了LTO的大电流放电性能。进一步研究发现,在LTO烧结前加入CNF能够形成外形规则、粒径小、分布均匀的LTO晶粒,进一步提高了材料的电化学性能。     

Growth mode of CNFs on substrates by using the sputtering method

Carbon nanoflakes (CNFs) were grown on Si substrates at different substrate temperatures by radio frequency magnetron sputtering. The changes in the shape of CNFs caused by the substrate temperature and the places of CNF growth in the substrate were investigated. The adhesion of carbon materials to the substrate and the growth of crystallized flake‐like structures were found to be dependent on the substrate temperature. At a substrate temperature lower than 550 °C, no material was deposited on the substrate. At a substrate temperature higher than 600 °C, flake‐like carbon microstructures were grown. Therefore, only when the substrate temperature is higher than the crystallization temperature, the adhesion of carbon materials takes place and the CNF grows two dimensionally. In addition, it is suspected that CNF grows selectively in the direction of the greatest supply of sputtered particles. This selective growth is an intrinsic growth mode in the bipolar sputtering method. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

离散伺服定位系统的复合非线性控制

针对带有扰动和执行器幅值受限的伺服系统,提出一种离散时间复合非线性控制方案,用于实现快速和准确的定点跟踪。此控制方案是在复合非线性反馈控制的框架中嵌入一个扰动估计与补偿机制。其中,复合非线性反馈控制律包含线性和非线性反馈两部分,分别实现快速响应和抑制超调,从而提高瞬态性能;采用一个降阶观测器对系统中的不可量测状态和未知常值扰动进行估计,并用于补偿,从而消除稳态误差。对该控制方案下的闭环系统稳定性进行理论分析。将提出的控制方案应用于一个双积分模型的伺服系统,进行仿真研究,并与一种采用积分控制来消除扰动的复合非线性反馈控制方案进行比较。结果表明所提出的控制方案在定点跟踪任务中具有更好的性能鲁棒性。     

快速定位伺服系统的控制器设计

提出一个用于实现快速和准确的伺服定位的控制方案.此控制方案是在近似时间最优控制(PTOC)的框架中嵌入了一种复合非线性反馈(CNF)控制律,并引入一个扩展状态观测器(ESO).其中,CNF控制律包含线性和非线性反馈两部分,分别实现快速的响应和抑制超调,从而提高短距离定位时的瞬态性能;而PTOC控制律则用于在定位误差较大的时候进行最大的加速和减速;通过ESO对伺服系统中的未知速度和扰动进行估计及补偿,以消除稳态误差.针对双积分模型的伺服系统,设计了一个参数化控制器,并用于球杆系统的定位控制.实验结果表明控制系统可以实现对目标位置的快速和准确的定位,并具有较强的性能鲁棒性.     

利用非线性控制技术改善伺服系统的性能

针对典型电机伺服系统的性能要求,提出一种基于复合非线性反馈(CNF)控制和扩展状态观测器(ES0)的控制方案.在控制方案中,CNF、包含线性和非线性控制两部分,分别实现快速的响应和抑制超调,从而提高控制系统的瞬态性能;通过ESO对伺服系统中的未知状态和扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差.此控制方案被用于球杆系统的定位控制,实验结果表明控制系统可以实现对目标位置的快速和准确的定位,并具有较强的性能鲁棒性.所设计的伺服控制方案可推广应用到其他伺服系统.     

Multi-dimensional carbon nanofibers for supercapacitor electrodes

Four different types of porous carbon nanofibers (CNFs), plain, hollow, multi-channel (MC), and hollowed MC, were fabricated using coaxial electrospinning and thermal treatment for supercapacitor electrodes. The influence of the porosity on the specific surface area (SSA), pore volumes, and electrochemical propoerties of porous CNFs were investigated. The comparisons of their properties are a valuable work with same methods, becuase electrochemical performances are depending on the measurement conditions. Among them, the hollowed MC CNF structure was indicated the highest SSA and pore volumes. In addition, their hybrid structures with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were analyzed in therms of their porosity, SSA, and electrochemical properties for supercapacitors (specific capacitance and long-term cycling). These hybrid structures can improve overall porosity and electrochemical propoerties due to the extra mesoporous structures formed by entangling MWCNTs. In conclusion, these porous CNFs have a promising potential for various fields which need high porosity and SSA, and can be used as the platforms for catalysts, sensors, or energy devices.     

Design of a notch filter with improved performance

The frequency response of a constrained notch filter (CNF) of Rao and Kung or Nehorai becomes ideal as the polecontraction factor α approaches unity while the transient duration approaches infinity. However, for practically useful values of α the phase and magnitude distortions so caused can reduce the allpass nature of the CNFs (i.e. the transparency property) and cause large errors. In this paper we define a measure for the transparency misadjustment and propose two suboptimal methods of minimizing these distortions. One of these methods is based on increasing the filter order by a strategic pole/zero placement. We present a closed-form solution for this method. In the second method we increase the order by manipulating the error filter associated with the standard CNF; the coefficients of the resulting filter are determined directly. an important feature of these methods is the significant improvement in the transient performance.     

基于布尔可满足性的层次化通路时延故障测试

针对现代VLSI电路趋向于层次化的设计,本文提出了基于布尔可满足性的层次化通路时延故障测试方法,采用面向模块级的增量布尔可满足性合取范式的提取,从高到低层次化实现了关键通路的判别及子式生成.利用电路的时延测试条件蕴涵并转化为相应的约束子句,有利于将冲突尽早提前,以减少搜索空间.通过将已有的判别模块储存起来,作为学习子句,避免重复判别,极大的加快了子式的提取且降低了求解的规模和难度.仿真结果表明本文方案具有测试时间短、效率高,特别适合于具有模块化、规则化结构的层次化设计电路.     

基于压电微激励器的硬盘双程伺服控制系统

介绍了硬盘双程伺服控制系统,其在常规的音圈电机基础上引入一个压电微激励器来实现更快速和精确的磁头定位。控制设计中,利用压电微激励器的频率特性来估计它的位移输出;音圈电机的控制采用一种积分增强的组合非线性反馈(CNF)控制技术,实现快速和平稳的设定点跟踪,消除扰动因素可能造成的静态误差;基于开环逆控制的思想,微激励器环路的控制采用定值比例及滤波器,使其紧密跟踪定位误差,从而使总位移输出能更快地跟踪设定目标值。仿真和实验结果验证了设计的有效性。     

硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计

针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。