碳布增强型导电塑料双极板的制备与性能

采用聚乙烯为基体,炭黑和石墨为导电填料,通过碳布做增强骨架,制备了钒电池三明治型导电塑料基复合双极板.结果表明双极板的最佳配方为:m(炭黑):m(石墨)=45∶15,总填料含量为60％.碳布的引入有效地提高了双极板的力学性能,尤其是弯曲疲劳寿命大幅提高.该双极板在100 mA/cm2的电流密度下,电流效率为97％,电压...     

复合材料双极板配方优化研究

将碳纤维(CF)、碳纳米管(CNT)、乙炔黑(AB)和炭黑(CB)等导电材料与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料混合,压制成复合材料导电双极板基体,再在两侧覆盖铅箔,得到双极板。观察基体成型后的外观,并测试导电性能。正交实验确定复合材料双极板的优化配方为:m(ABS)∶m(CF)∶m(CNT)∶m(AB)∶m(CB)=100∶1∶0.5∶6∶8。以此配方制作的24 V、10 Ah双极性铅酸电池与传统单极电池相比,内阻低28%,以0.5 Ca放电,比能量高15%左右。     

热塑性树脂基碳素复合材料双极板的研究

以热塑性树脂作为石墨的粘结剂,采用模压一次成型制备复合材料双极板。考察了成型温度、成型压力、树脂含量及不同导电骨料种类配比对双极板性能的影响。实验表明(:1)在较低的成型温度和成型压力下采用溶剂溶解法制备的双极板性能要优于直接混合法(;2)较好的制备工艺:树脂质量分数为10%～16%,天然与人造石墨比例接近1∶1,成型温度为130～160℃,成型压力为8～12MPa。     

PEMFC复合材料双极板透气性能的研究

以热塑性树脂为粘结剂、石墨为导电填料,采用模压一次成型,制备复合材料双极板。考察了树脂含量和成型工艺参数对双极板透气性能的影响。树脂含量与成型压力对双极板透气性能的影响比成型温度与保温时间的影响要大。在树脂含量为10%~16%,成型压力为5~25 MPa,成型温度为140~170℃,保温时间为10~40 min时,双极板的透气率可达10-12cm/s.Pa的数量级。     

导电ABS/PETG共混物的制备及性能研究

以炭黑、石墨和镍粉等为导电填料,ABS和PETG作为高分子基体,采用熔融共混-模压成型工艺制备具有双连续相结构的质子交换膜燃料电池(PEMFC)用双极板。主要研究导电填料炭黑、石墨和镍粉等对ABS/PETG共混物的导电性、耐水性和耐热性能的影响。结果表明:当ABS和PETG为双连续相,炭黑为20%时,复合材料的导电性最好,为123S/m,玻璃化温度98℃,维卡软化温度123℃,接触角为100°。保持炭黑的含量为10%,通过调控石墨含量,发现当石墨含量在4%时,复合材料综合性能最好:电导率30S/m,玻璃化温度93℃,维卡软化温度107℃,接触角为103°。当保持15%炭黑的比例,镍粉含量为5%时得到最佳试样:电导率43S/m,玻璃化温度69℃,维卡软化温度150℃,接触角为89°。     

复合材料双极板质子交换膜燃料电池

测定了两种树脂对导电骨料的润湿性,研究了树脂及其含量对复合材料双极板性能的影响。采用对导电骨料浸润性好的树脂作粘合剂,通过模压一次成型技术制备出复合材料双极板的电导率大于300S/cm,抗折强度大于30MPa,空气透气率为10!7cm2/s。并进行了电堆组装及电性能和稳定性测试。结果表明,在较小的电流密度(<1.0A/cm2)条件下,复合材料双极板的电性能和石墨材料双极板相当,在较大的电流密度(>1.0A/cm2)条件下,其电性能要稍优于石墨材料双极板;电池经350h放电试验并重复启动电池100次以上,双极板性能稳定。     

氟橡胶复合材料作为钒电池集流板的研究

为获得耐氧化、抗腐蚀的易成型集流板,选用氟橡胶(FPM)为基础材料,掺杂炭黑(CB)、石墨(GP)和碳纤维(CF)混炼制备高导电复合材料。用扫描电子显微镜、四探针法和循环充放电法考察了复合材料的结构、导电性及电化学性能。研究结果表明:三种导电填料复配使用能制得体积电阻率0.152 Ω·cm、一次成型的集流板。组装的单电池电压效率超过72%,库容效率约92%,总能量效率超过66%,且稳定性良好。     

不同导电骨料配比对复合双极板性能的影响

以石墨、膨胀石墨为导电骨料,酚醛树脂为黏结剂,炭黑为添加剂,通过模压工艺制备了石墨/树脂复合双极板。实验中选取了最适宜的工艺条件：酚醛树脂的含量为20%wt,模压压力为200MPa,固化温度为180℃。探讨了不同石墨与膨胀石墨配比对复合双极板的电学、机械性能、致密性等各性能的影响。实验结果表明：双极板的电导率随着膨胀石墨含量的增加而增大,而强度则逐渐降低,膨胀石墨含量的增加会导致双极板的吸水率和显气孔率的增大。     

锂-二氧化锰电池的正极导电剂

在锂-二氧化锰电池中,选择五种导电剂材料进行粉末电阻率的测试,结果表明乙炔黑和炭黑(SP)的电阻率相近,在所选择的材料中较大;KS15和膨胀石墨的电阻率相近,在320μΩ·m左右;而气相生长碳纤维(VGCF)是所有材料中电阻率最小的,仅为0.6μΩ·m.以乙炔黑为主导电剂,采用石墨类导电剂(KS15)与之混合的放电容量大.以气相生长碳纤维和SP混合作为导电剂的电极,在0.2 mA/cm2条件下的放电性能略高于采用乙炔黑 膨胀石墨作为混合导电剂的电极,其中放电电压平台高60 mV左右.放电时间增加了9.12 h.而在5 mA/cm2条件下放电性能则明显提高,放电电压平台比采用乙炔黑 膨胀石墨作为混合导电剂的电极提高了100 mV左右,而且放电时间延长约52%.     

乙烯基酯树脂/膨胀石墨燃料电池复合双极板

采用真空浸渍结合模压的方法,选取乙烯基酯树脂(VE)和膨胀石墨(EG)板材为原料制备复合双极板。考察了微观结构以及成型压力对双极板材料的导电性能、密封性能、机械性能以及表面亲/憎水性的影响。结果表明:随着成型压力的增加,双极板的电阻下降;双极板的气体密封性优异,其渗透率低于2×10-6cm~3/(S·cm~2),相对于原始EG板材降低了3个数量级;复合双极板有很高的表面能,与水的接触角均大于90°,这有利于电池内部液态水的排出。此外还研究了双极板在模拟燃料电池环境下的腐蚀行为,并利用性能最优的复合双极板组装成单电池,进行性能测试,当电流密度达到1500 mA/cm~2时,其功率密度可达到最大值670 mW/cm~2。并且经200h运行后,电池性能仍然稳定。因此,乙烯基酯树脂/膨胀石墨复合材料是一种有前景的双极板材料。     

基于谐波分析的MOA容性电流补偿新方法

分析了氧化锌避雷器在基波电压作用下,基波电压与阻性泄漏电流3次谐波分量间的关系。通过电场传感器获取线路基波和3次谐波电压信号,用数字信号处理技术分析氧化锌避雷器的全电流,提出了计算氧化锌避雷器阻性泄漏电流的新方法。仿真计算表明该法可较好地补偿氧化锌避雷器容性电流的基波和3次谐波分量。     

ZAO特性及其在CIGS电池中的应用

透明导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxides,简称TCO)用途广泛,介绍了TCO应用于光伏领域中的铜铟镓硒薄膜(CIGS)太阳电池,是CIGS太阳电池中不可缺少的一部分。简要阐述了其可见光范围内的透明性和导电性及其成因,以及作为CIGS薄膜太阳电池中窗口层的作用。将ITO和ZAO透明导电薄膜在CIGS太阳电池的应用进行相比,以掺铝的氧化锌(ZnO∶Al简称ZAO)透明导电薄膜为例,对其性能、制备方法及过程进行了简要阐述,并概括了大面积ZAO薄膜的性能。     

导电高分子吸波材料制备方法研究进展

作为一种新型的多功能材料,导电高分子吸波材料成为近年来研究的热点.重点阐述了近年来国内外导电高分子吸波材料的制备方法,包括纳米管、纳米线高分子吸波材料的模板法、电纺丝技术法等以及复合型导电高分子吸波材料的制备方法,并展望了导电高分子吸波材料的发展前景.     

锂离子蓄电池用正极LiNi0.8Co0.2O2的研究

总结了聚合物锂离子蓄电池正极材料的研究现状,通过研究提出了一种新型正极改性材料LiNi0.8Co0.2O2的制备工艺,该材料在聚合物锂离子蓄电池中的应用研究表明,LiNi0.8Co0.2O2改善了材料的放电性能并降低了电池成本。本研究将凝胶-溶胶法和喷雾干燥法相结合,采用高分子化合物RB-1(由多元有机酸和高分子聚合物例如明胶和淀粉等组成)来调整溶胶体,结合煅烧过程中对温度和时间的控制,研究出溶胶-喷雾干燥-煅烧的制备工艺。实验以差热分析-热重分析(DTA-TGA)法来分析喷雾干燥的过程和作用,以X射线衍射(XRD)分析材料的结构,以容量测试来分析材料的放电性能。所得LiNi0.8Co0.2O2具有优良的层状结构,应用于聚合物锂离子蓄电池中,可使电池的可逆比容量达到180mAh/g,并保持良好的稳定性和循环寿命。     

Small Conductive Particle Detection with a Microwave Resonant Cavity

The recent miniaturization and increased complexity of electrical devices have increased the influence of impurities on device performance, especially the influence of small conductive particles with a size on the order of micrometers. Therefore, the inspection of devices during the manufacturing process has become important. In this study, changes in the resonance properties of a microwave cavity were used to detect a metal particle. The decrease in the resonant frequency for a 100‐µm stainless steel sphere was about 0.1 MHz, which was less than 1 ppm of the resonant frequency used. This frequency change is too small to detect directly in the output of a particle detector. Transmission measurements (the scattering parameter S21) at a frequency that was a few megahertz higher than the resonant frequency where the S21 changes sharply were used to magnify signal changes resulting from the introduction of a small conductive particle. A resonant frequency of 13.3 GHz and a frequency 3 MHz higher were chosen for obtaining measurements in the present study. By applying a filtering technique, it was shown that the minimum detectable sphere size is around 50 µm. This sensitivity was experimentally shown to be uneven along the long axis of the cavity. The unevenness was related to the electrical field strength of the standing wave at the resonant frequency. For practical industrial inspection of devices, multiple frequencies should be employed in view of the present discussion. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 186(2): 61–67, 2014; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22490     

钡铁氧体超微颗粒制备技术的研究进展

综述了近年来在M型(磁铅石结构)钡铁氧体超微粉体合成领域的一些研究进展,包括低温化学法、喷雾热解法、化学共沉淀法、水热法、玻璃晶化法、微乳液法、金属有机物水解法、有机树脂法、自蔓延高温合成法、溶胶-凝胶法等.分析了上述制备方法的优缺点.     

木材干燥过程温湿度的T-S型模糊神经网络控制器设计

木材干燥过程是一个强耦合、大滞后的非线性动力系统,很难准确建立被控对象的数学模型。为了准确控制木材干燥过程的温度和湿度,提高木材干燥质量,将智能控制引入木材干燥控制系统是必然的发展趋势。结合模糊控制和神经网络优点,设计了一种木材干燥窑内温湿度的Takagi-Sugeno(T-S)型模糊神经网络控制器。该控制器无需对象的精确数学模型,适应性强,利用模糊算法解除木材干燥窑内温度和湿度间的强耦合关系,采用神经网络的自学习和自适应能力来实现整个非线性过程的模糊逻辑推理。仿真和实验结果表明,T-S型模糊神经网络控制器有效解决了木材干燥过程的温湿度控制,控制器响应速度快、超调小、鲁棒性强、控制精确度高,可以满足木材干燥控制系统要求。     

可充无汞碱性锌锰电池电极制备及性能

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,用循环伏安法测定MnO2电极的性能。试验表明,在锌合金粉中添加In2O和PbO可以降低析氢量,加入Bi2O3可以改善电极放电性能;在电解液中加入聚乙烯醇,可以抑制锌枝晶生长,延长锌电极寿命;在EMD中掺入Bi2O3和LiOH,可以提高MnO2电极的可充电性能