球形Li_4Ti_5O_(12)/NC复合材料的制备及性能

以CH_3COOLi为锂源、Ti(OC_4H_9)_4为钛源、聚乙二醇(PEG)1000为碳源、CO(NH_2)_2为氮源,采用溶胶-凝胶法制备球形氮修饰碳(NC)包覆钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))复合材料。用XRD、X射线光电子能谱(XPS)和热重测试分析材料的晶型及元素组成,用SEM和透射电子显微镜测试分析结构。制备的材料呈球形,NC包覆未改变Li_4Ti_5O_(12)的晶型,但会导致烧结过程中部分Ti~(4+)还原成Ti~(3+)。恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试表明:NC包覆,可提高Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能,当NC包覆量为4.11%时,复合材料的循环性能最好,以1 C在0.8~2.5 V循环100次,仍保持103.5 mAh/g的比容量。     

活性炭物理参数对铅炭电池的影响

通过化学活化法制备不同比表面积、不同孔径分布的活性炭,并制备铅炭复合电极和铅炭电池。添加活性炭C4-5h、C5-5h和C6-5h(比表面积分别为:1 361.1 m~2/g、1 638.5 m~2/g和1 390.1 m~2/g,其中,C4-5h孔径分布比较集中,C5-5h和C6-5h孔径分布相对分散)的铅炭电池,在到达1.8 V的下限电压之前分别完成了35 843次、30 174次和25 500次循环。C4-5h可抑制Pb SO4晶体的积累长大,而C5-5h、C6-5h可缓解Pb SO4晶体在负极极板表面紧密堆积的问题。3种活性炭均可提高电池的循环性能。     

复合三元电池高温循环劣化分析

选用LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2(NCM)和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4(LMFP)复合正极材料,与石墨负极材料制成额定容量为38 Ah的2714891型电池,研究55℃下电池的循环性能,对影响循环性能的电解液和电极进行分析。负极容量衰减是高温循环性能衰减的主要因素,负极石墨比容量测试分析发现其容量损失占负极总损失的85.1%。石墨电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明:高温循环后,石墨表面脱嵌锂活性降低,电化学反应难度增大;扫描电子显微镜(SEM)与BET比表面积测试表明:石墨表面结构破坏,体相发生膨胀。石墨本征结构的变化,是负极劣化的主要因素。     

Ka波段自偏置微带边导模隔离器仿真设计与性能

基于M型锶六角铁氧体的高各向异性场,采用HFSS软件设计了中心频率在28.2GHz的自偏置边导模隔离器。仿真结果表明,在28.2GHz附近,插入损耗为6dB,隔离度大于38dB,20dB以下隔离带宽约为3.5GHz。采用传统固相反应法制备SrM六角铁氧体材料基片并用丝网印刷工艺实现基片上的微带电路,根据设计的结构参数制备了自偏置边导模隔离器。测试结果表明,该自偏置隔离器在27~29GHz范围内,表现出强烈的非互易性,插入损耗小于10dB,最大隔离度大于45dB。由于不需要外加偏置磁场,器件实现了小型化,宽频带,仿真与实测吻合得较好。     

层压方法对功率型LTCF变压器结构及性能的影响

采用双层硅胶加盖不锈钢材质层压板的层压方法制备功率型低温共烧铁氧体(LTCF)变压器。通过断面显微结构、电感值及耐压的测试,研究了层压方法对其结构及性能的影响。结果表明,相对于传统的层压方法,新方法制作的变压器层压受力均匀、表面不平整度≤±5μm/10 mm,无凸起、分层,排胶烧结过程中未出现开裂、翘曲等缺陷,显微结构理想。变压器性能为,初级电感:≥60μH、次级电感:≥2.6 m H、漏感:≤35μH、耐压:≥1500V(DC),且满足高低温应用环境(-55~+85℃)下磁性能使用可靠性和环境适应性要求。     

阳极加载稳恒磁场对PEMFC性能的影响

在工作面积为26.5 mm×26.5 mm的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阳极侧加载不同方向(与阳极侧平行、垂直)、不同强度(0、210、310、390 m T)的稳恒磁场,测出稳恒磁场源的磁场空间分布,得到在PEMFC阳极侧加载磁场对电池性能的影响。实验结果发现:一定强度范围内的磁场能够提高PEMFC的工作性能,但在不同磁场方向与不同磁场强度下,得到的PEMFC工作性能提高幅度有差异。当在PEMFC阳极侧加载垂直磁场时,其最大输出功率提高更大,平行磁场其次。当在阳极侧加载390 mT的磁场时,其PEMFC最大输出功率密度可以达到73.38 mW/cm~2。实验同时发现一定强度的加载磁场还可以提升PEMFC输出功率的稳定性。     

碳纳米管对复合型锂离子动力电池性能的影响

采用LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料,考察了添加碳纳米管作导电剂对电池性能的影响。研究结果表明:以LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料所制作的电池具有较好的安全性能,在正极片中添加碳纳米管作导电剂后可以提高电池的放电比容量,改善电池的低温性能和倍率充放电性能。添加碳纳米管作导电剂后的电池具有极佳的循环稳定性,3 C循环500周容量保持率为95.34%,循环1 000周容量保持率为90.09%。     

HAP模板法制备有序多孔炭材料及其电性能研究

利用纳米羟基磷灰石(HAP)为模板,麦芽糖(MO)为碳源,通过固化、炭化等过程,制备有序多孔炭材料(HAP-C)。采用扫描电镜(SEM)、N2吸/脱附以及电化学分析方法等对HAP-C进行物理表征和电化学性能分析。结果显示,HAP/MO的质量比对HAP-C的比表面积、孔结构以及电化学性能有着重要影响。制备的多孔炭呈海绵骨架结构,具有较高的比表面积(1 073.5 m2/g)和大的孔容(3.28 cm3/g)。电化学测试显示,当HAP/MO的质量比为1∶2(HAP-C-1∶2)时,具有较高的质量比电容,在扫描速度为5 m V/s时,质量比电容达198 F/g;倍率性能测试显示,当电流密度增大25倍时,质量比电容保持率为58.0%,显示出良好的倍率性能。     

导电剂形貌对富锂正极材料性能发挥的影响

研究了纳米颗粒状的Super P、气相生长的碳纤维(VGCF)、片状的KS6和石墨烯四种不同的导电剂对富锂正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2(LR-MNC)的电化学性能发挥的影响。研究结果表明,当导电剂的添加量为10%(质量分数),以Super或VGCF的导电剂在活性材料的表面形成了完整的导电通路,电极的表面电阻最小,从而有利于电子的传输,因此,正极活性物质表现出优异的倍率放电性能和循环性能。其中,以Super P为导电剂的电极性能最优,3 C放电比容量为164.4 mAh/g,1 C循环100周,容量保持率为82.3%。而以片状的KS6或石墨烯单独作为导电剂,在电极中没有形成完整的导电通路,不利于正极活性物质的大倍率放电性能的发挥。     

PEM燃料电池性能损耗的多场耦合仿真分析

燃料电池性能受到诸多因素的影响,涉及到温度、湿度、力和电化学等多种物理场,其性能损耗是多物理场耦合作用的结果,而目前大多数的仿真研究没有全面考虑这些因素,并不能准确反映PEM燃料电池实际工作条件下的性能。基于有限元理论,建立质子交换膜燃料电池性能的多物理场模型,同时考虑装配紧固力对燃料电池的变形影响,模拟了在不同装配紧固力下燃料电池电流密度分布、内部气体压力及水分布情况,分析装配紧固力对燃料电池性能的影响及燃料电池变形后接触电阻的变化,为今后PEM燃料电池多场耦合模型的性能影响参数优化研究提供基础。