LiFePO_4极片真空干燥特性及动力学

探讨了不同温度、不同真空度对LiFePO_4极片材料烘烤水分的影响,并对LiFePO_4极片材料真空干燥实验数据进行线性回归分析,得到LiFePO_4极片材料水分扩散系数以及活化能等动力学参数。结果表明:烘烤系统真空度越高,温度越高,极片的水分比越低,干燥效果越好。烘烤温度越低,系统真空度差异对极片干燥效果有明显的区别。在实验条件下LiFePO_4极片材料水分扩散系数处在(1.11～1.86)×10~(-9) m~2/s,真空度越高,温度越高,水分扩散系数越大,水分的蒸发快慢受制于水分的扩散迁移速度。LiFePO_4极片材料水分活化能在9.70～19.83 kJ/mol,真空度越高,水分活化能越低。应用Fick扩散定律以及Arrhenius方程,薄层干燥模型Henderson(MR=Aexp(-zt))描述LiFePO_4极片水分迁移规律取得良好拟合效果,对预测LiFePO_4极片干燥过程具有重要指导意义。     

胡萝卜真空干燥特性及动力学

探究胡萝卜真空干燥过程中系统压力和温度对胡萝卜干燥特性的影响。结果表明:在同一系统压力下,温度越高,干燥速率越快;在同一干燥温度下,系统压力越小,干燥速率越快。通过应用Fick扩散定律描述胡萝卜的水分迁移规律,在研究的温度范围内其有效水分扩散系数在6.717~18.594×10-10之间变化。根据Arrhenius方程得到胡萝卜厚度为4和6mm的活化能分别为31.46和33.06 k J/mol。通过非线性回归方法将MR与五个薄层干燥模型进行拟合,参照评价指标R2、RMSE及χ2等,对多个模型进行综合分析,其中Midilli and Kucuk模型显示出更好的拟合效果。     

聚醚型热塑性聚氨酯薄膜的真空干燥特性研究北大核心CSCD

采用模压成型工艺将聚醚型热塑性聚氨酯粒料压制成膜,研究了温度对TPU薄膜真空干燥特性的影响,计算了干燥过程中的有效扩散系数和扩散活化能,选取了5种干燥动力学模型进行拟合分析,并考察了不同温度干燥前后TPU薄膜力学性能的变化。结果表明:真空干燥温度越高,干燥速率越快,干燥时间越短,同时,TPU薄膜的干燥过程主要发生在降速阶段。两相扩散方程能够很好的反映TPU薄膜真空干燥过程中的水分比变化规律,计算得出其有效水分扩散系数为2.26×10^(-10)-7.28×10^(-10)m^(2)/s,扩散活化能为37.49 kJ/mol。此外,聚醚型TPU薄膜的断裂伸长率几乎不因吸水和干燥过程发生变化,而60℃以下的真空干燥可使其因吸水而降低的拉伸强度得到明显恢复。     

稻谷真空干燥动力学实验研究

以干基含水率为28.02%的稻谷为研究对象,研究了相对压力(-20、-50和-80 k Pa)和温度(40、50、60和70℃)对稻谷真空干燥特性的影响。结果表明,相对压力对稻谷干燥的影响不大,温度对稻谷干燥的影响较明显。温度越高,达到目标含水率所需的时间越短,干燥速率和峰值干燥速率越大。采用9种不同的等温干燥模型对不同干燥温度下的实验结果进行拟合分析,模型拟合的相关系数R2均高于0.9860,拟合效果均较好,其中Midilli and Kucuk模型的R2均高于0.9990,拟合效果最好。稻谷的有效水分扩散系数随温度的升高而增大,干燥活化能为37.43 k J/mol。     

玉米真空干燥特性的实验研究

研究了供热温度、真空度、物料层厚度等对玉米干燥速率，裂纹率和发芽率的影响。实验结果表明，提高供热温度使干燥速率加快，但玉米裂纹率增加，发芽率下降；真空度对干燥速率的影响主要表现在干燥的初始阶段，压力越低，初始的干燥速率越大；料层厚度的增加使干燥时间增加，但在一定厚度内提高了设备的干燥强度；初始水分低的玉米，干燥后的裂纹率和发芽率要好于初始水分高的玉米。综合分析实验结果，对于初始水分较高（37％）的玉米可以采用真空度为9000Pa，供热温度为70℃的干燥条件；而对于初始水分为25％的玉米可以采用真空度为9000Pa，供热温度为80℃的干燥条件；两者可选5cm为参考料层厚度，以保证干燥后玉米的品质和较高的干燥效率。     

玫瑰花瓣压花材料真空干燥特性及动力学模型

采用真空干燥获得玫瑰花瓣压花材料,研究真空度、温度等条件对玫瑰花瓣干燥特性、压花艺术美观性的影响,采用差热-热重(TG-DTG)分析、扫描电镜对玫瑰花瓣热变化过程、表面微观形态进行表征,建立干燥过程动力学模型并计算动力学参数。结果表明,温度越高,真空度越大,玫瑰花瓣的干燥越快,但温度过高,玫瑰花瓣的艺术美观性下降,在真空度0.1MPa、45℃、30 min下干燥,可以获得具有较好艺术美感的玫瑰花瓣压花材料。真空干燥下,玫瑰花瓣正面原阵列状的乳突结构和反面的沟回结构逐渐收缩,导致正面乳突腔体塌陷,反面形成浮雕状突起。干燥过程的有效扩散系数为8.119×10-9m2/s,活化能为10.045 k J/mol,动力学模型可用薄层干燥Wang and Singh模型来描述。     

胡萝卜热泵干燥特性及动力学模型分析

目的 优化胡萝卜的热泵干燥工艺,并提升胡萝卜干燥后的品质。方法 研究干燥初始温度、干燥温升值和切片厚度对胡萝卜热泵干燥特性的影响,并探讨上述条件与有效水分扩散系数和干燥活化能的关系。确定可以精确预测胡萝卜热泵干燥时含水率变化的干燥动力学模型,进而预测胡萝卜在不同热泵干燥条件下的体积变化规律。结果 干燥速率的变化与初始干燥温度、温升值的变化呈正相关,与切片厚度呈负相关;胡萝卜在热泵干燥过程中表现为降速过程,其中,切片厚度对干燥速率的影响最大,温升值对干燥速率的影响最小;对比分析了4种薄层干燥模型,Page模型能更好地描述胡萝卜的热泵干燥过程和水分迁移规律,模型所得拟合值相对于试验值的平均误差为5.76%;在此次试验范围内,胡萝卜的有效水分扩散系数介于3.0401×10^-10～7.1555×10^-10m²/s之间。该系数随着干燥温度的提高、温升值的增大及切片厚度的减小而呈增加的趋势。通过Arrhenius方程计算得到该试验条件下胡萝卜的干燥活化能为13.374 kJ/mol。结论 Page模型能够更好地预测胡萝卜在热泵干燥过...     

太阳能热水辅助热泵干燥系统性能研究

搭建了太阳能热水辅助热泵干燥系统,以马铃薯片作为干燥物料,在冬季进行了不同热水温度的太阳能热水辅助热泵干燥实验,以及单一热泵干燥实验。实验结果表明：当辅助热水温度为30℃时,太阳能热水辅助热泵干燥系统制热量与COP值高于基础组,也高于辅助热水温度为20℃和10℃组的值,证明太阳能热水辅助热泵干燥系统能有效的提高系统效率,且辅助热水温度越高,太阳能热水辅助热泵系统更节能;同时总结了系统制热量与COP值随着干燥箱内温度、“薯片”水分迁移量的变化呈曲线上升的趋势。     

稻谷薄层真空脉动干燥特性及含水率预测模型

为探究稻谷的真空脉动干燥特性,提升干燥品质,本文研究了不同干燥温度、相对真空度和真空保持时间对稻谷干燥时间和速率的影响;同时根据单因素试验结果进行正交试验确定稻谷真空脉动干燥最佳工艺参数;构建基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的稻谷干燥过程含水率预测模型。结果表明:干燥温度和真空度对稻谷干燥时间、爆腰增率均有显著影响,各因素影响顺序为干燥温度真空度真空保持时间,此时稻谷的最佳干燥工艺为:干燥温度55℃,真空度80 kPa,真空保持时间3 min,干燥过程中有效水分系数为(1.7371～3.1285)×10~(-10) m~2/s,干燥活化能为35.59 kJ/(mol·K)。利用网格搜索和交叉验证的方法进行参数寻优,建立LS-SVM的含水率预测模型精度高,平均预测精度达99.4425%,为稻谷真空脉动干燥应用及含水率在线预测提供理论依据。     

百合真空旋蒸干燥工艺优化北大核心CSCD

为了探究百合干燥新工艺,提高百合干品质,缩短干燥周期,本文试用真空旋蒸技术进行干燥脱水的试验研究。试验研究了真空干燥温度(55、60、65、70和75℃)、干燥真空度(0.06、0.07、0.08和0.09 MPa)和干燥转速(0、60、120和180 r/min)对百合干燥特性和品质的影响,以维生素C含量、复水比和色泽(L~*、a~*、b~*和E~*)作为品质指标。同时,采用Box-Behnken试验设计构建二次多项式回归方程模型以及百合真空旋蒸干燥较优工艺条件。单因素试验中真空干燥温度、干燥真空度和干燥转速对百合真空干燥特性均有极显著影响(p<0.01),其中干燥温度和真空度对百合片维生素C含量也有极显著影响(p<0.01),干燥转速有显著影响(p<0.05),各因素对维生素C含量的影响均呈现先上升后下降趋势。响应面试验分析中,各因素对百合片干燥综合评分的影响顺序为干燥温度=干燥真空度>干燥转速。百合真空旋蒸干燥最佳工艺参数为干燥温度70℃,干燥真空度0.08 MPa,干燥转速80 r/min,所需时间5.5 h,测得维生素C含量13.98 mg/100 g,复水比2.01,色泽ΔE~*值9.26。试验表明真空旋蒸干燥工艺后,百合片品质优秀,较热风干燥和真空冷冻干燥干燥时间大大缩短,研究结果可为真空旋蒸干燥技术在百合干燥工业生产中的应用提供借鉴。     

百合真空旋蒸干燥工艺优化

为了探究百合干燥新工艺,提高百合干品质,缩短干燥周期,本文试用真空旋蒸技术进行干燥脱水的试验研究。试验研究了真空干燥温度(55、60、65、70和75℃)、干燥真空度(0.06、0.07、0.08和0.09 MPa)和干燥转速(0、60、120和180 r/min)对百合干燥特性和品质的影响,以维生素C含量、复水比和色泽(L~*、a~*、b~*和E~*)作为品质指标。同时,采用Box-Behnken试验设计构建二次多项式回归方程模型以及百合真空旋蒸干燥较优工艺条件。单因素试验中真空干燥温度、干燥真空度和干燥转速对百合真空干燥特性均有极显著影响(p0.01),其中干燥温度和真空度对百合片维生素C含量也有极显著影响(p0.01),干燥转速有显著影响(p0.05),各因素对维生素C含量的影响均呈现先上升后下降趋势。响应面试验分析中,各因素对百合片干燥综合评分的影响顺序为干燥温度=干燥真空度干燥转速。百合真空旋蒸干燥最佳工艺参数为干燥温度70℃,干燥真空度0.08 MPa,干燥转速80 r/min,所需时间5.5 h,测得维生素C含量13.98 mg/100 g,复水比2.01,色泽ΔE~*值9.26。试验表明真空旋蒸干燥工艺后,百合片品质优秀,较热风干燥和真空冷冻干燥干燥时间大大缩短,研究结果可为真空旋蒸干燥技术在百合干燥工业生产中的应用提供借鉴。     

动力锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

LiFePO4因具有价格低廉、性能稳定、安全和无毒等优点而备受关注。但LiFePO4电子电导率低、锂离子扩散系数小、低温性能差及振实密度低等缺点限制了其大规模应用。综述了近几年国内外在解决上述问题中的研究进展,包括导电剂包覆与掺杂、控制颗粒形状与粒度、颗粒纳米化、原子掺杂等方法,并展望了LiFePO4正极材料的研究方向和应用前景。     

表面多孔球形LiFePO4/C的制备及其电化学性能

采用一步溶剂热法合成球形LiFePO4,并进一步在饱和葡萄糖溶液中浸泡包碳形成表面多孔球形LiFePO4/C.利用XRD、SEM、HRTEM、FTIR和BET对样品的纯度、成分、晶型、形貌和孔结构进行了表征.实验结果表明:表面多孔结构使表面多孔球形LiFePO4/C拥有更大的比表面积以及更多的活性位点,并极大缩短了锂离子在充放电过程中的迁移距离,降低锂离子在材料中扩散及脱嵌阻力;在保持较高振实密度(1.36 g·cm-3)的前提下进一步提高材料的利用率以及较大倍率下的充放电性能,使表面多孔球形LiFePO4/C拥有优良的电化学性能.     

特殊器件低温烘烤排气的实验研究

针对特殊器件烘烤温度低于200℃的要求,分析了影响管内真空度的相关因素,进行了升温过程中烘烤温度对真空度影响的实验研究,取得了在约170℃时器件内材料放气量大、真空度相对最低等相关数据,依此确定了升温速率及烘烤工艺。     

多壁碳纳米管改性LiFePO4正极材料进展

磷酸铁锂(LiFePO4)由于具有低成本、无毒、热稳定性和循环性好的优势被认为是极有应用前景的锂离子电池正极材料,但材料本身的低电导率限制了其大规模应用.利用具有高电导率的碳纳米管对磷酸铁锂进行改性,可以显著提高正极材料的导电性.从不同的LiFePO4正极材料改性方法角度出发,综述了近几年MWCNTs改性LiFePO4正极材料国内外研究进展.多数研究者认为在LiFePO4正极材料中引入MWCNTs后,碳纳米管起到了连接正极材料颗粒的作用,所形成的高效电子传导三维网络显著改善了纯LiFePO4正极材料电导率差的缺陷.最后对MWCNTs改性LiFePO4正极材料研究中存在的问题进行了评述.     

多孔LiFePO4正极材料制备与研究进展

磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料因其安全性高、环境友好、理论比容量高以及工作电压适中等特点,吸引了众多研究者的关注,但该材料导电性差、锂离子(Li+)扩散速率低等缺点又限制了它的应用。目前LiFePO4正极材料改性方法主要有碳包覆、锂位和铁位的金属阳离子掺杂、制备纳米级正极材料等。其中,纳米级LiFePO4正极     

纳米磷酸铁锂的研究进展

锂离子电池磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等突出优点,但LiFePO4本身低的电子电导率和锂离子扩散系数阻碍了其在生产生活中的大规模应用,而制备纳米LiFePO4作为电极材料并进行改性可以改善其电化学性能。本文主要综述了国内外合成纳米LiFePO4的不同方法及其电化学性能,并介绍了当前LiFePO4发展所遇到的问题,指出了锂离子电池今后发展的主要方向。     

聚醚型热塑性聚氨酯吸水特性研究

采用模压成型工艺将聚醚型热塑性聚氨酯(TPU)粒料压制成膜，考察了TPU薄膜在不同温、湿度下的含水率变化规律，利用数学模型拟合TPU薄膜的含水率变化过程，并计算TPU薄膜的有效水分扩散系数和扩散活化能，最后对不同温、湿度下吸水平衡的TPU薄膜进行结构和力学性能测试分析。含水率测试表明，TPU薄膜的平衡含水率主要由湿度决定，而升高温度会缩短其吸水至平衡状态所需的时间。数学模型拟合表明，TPU薄膜的吸水过程符合一维Fick定律，其有效水分扩散系数在(1.60～5.92)×10^-11m²/s之间，且随温度的升高而增大；水分扩散活化能约为30～40kJ/mol。结构分析表明，水分子会破坏TPU中原有的羰基氢键，并与游离羰基形成新的氢键。力学性能测试表明，TPU薄膜的拉伸强度随着温度和湿度的升高而下降，但断裂伸长率变化不大。     

南极磷虾粉真空干燥特性及对其品质的影响

目的 探究南极磷虾粉的真空干燥特性及其营养品质变化规律。方法 将磷虾原料在不同真空度(0.04、0.06、0.08 MPa)及温度(75、85、95 ℃)下进行真空干燥。通过测定干基含水率、干燥速率及水分扩散系数,研究其干燥特性。通过测定虾青素含量、TBA和色差,探究其营养品质的差异。结果 在75 ℃下,采用真空度0.06 MPa和0.08 MPa相较于0.04 MPa,其干燥时间分别缩短了15%、21%。在不同真空干燥条件下,磷虾有效水分扩散系数在(3.555 77~6.574 12)×10⁻¹⁰ m²/s之间,Midilli 模型预测值与实验值之间具有较高的拟合度(R²>0.999),能较准确地反映虾粉真空干燥过程。提高真空度可显著抑制虾青素的分解及脂肪氧化,在75 ℃条件下,采用真空度0.06 MPa和0.08 MPa相较于0.04 MPa,其虾青素含量分别提高了21%、48%。在95 ℃条件下,采用真空度0.08 MPa相较于0.04 MPa,其TBA值降低了47%。L^*、a^*受到温度的影响更明显,在同一温度下∆E随着真空度的上升而降低。结论 在0.08 MPa、75 ℃下,通过真空干燥可以有效抑制虾粉中活性物质的降解,同时保证干燥速率,此研究为南极磷虾粉的真空干燥工艺设计及生产控制提供了理论参考。     

改进固相法对LiFePO_4/C正极材料的优化合成

使用改进固相法,通过正交实验,考察了锂铁比、葡萄糖加入量,焙烧温度、焙烧时间四因素对LiFePO4正极材料电化学性能的影响.在优化LiFePO4合成条件下合成出具有优良电化学性能的LiFePO4/C正极材料,此方法避免使用球磨机,有利于工业化生产.使用XRD、SEM、循环伏安、交流阻抗对合成产物进行一系列性能分析,室温下0.1C倍率首次放电比容量139.6mAh/g,循环活化后容量上升并稳定至148mAh/g左右,30次循环后容量仍保持在147.4mAh/g.