Direct-Ink-Writing of Electroactive Polymers for Sensing and Energy Storage Applications

Considering the high levels of materials used in the fields of electronics and energy storage systems, it is increasingly necessary to take into consideration environmental impact. Thus, it is important to develop devices based on environmentally friendlier materials and/or processes, such as additive manufacturing techniques. In this work, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) are prepared by direct-ink-writing (DIW) by varying solvent evaporation temperature and fill density percentage. Different morphologies for both polymers are obtained, including dense films and porous membranes, as well as different electroactive β-phase content, thermal and mechanical properties. The dielectric constant and piezoelectric d₃₃ coefficient for dense films reaches up to 16 at 1 kHz and 4 pC N⁻¹, respectively for PVDF-HFP with a fill density of 80 and a solvent evaporation temperature of 50 °C. Porous structures are developed for battery separator membranes in lithium-ion batteries, with a highest ionic conductivity value of 3.8 mS cm⁻¹ for the PVDF-HFP sample prepared with a fill density of 100 and a solvent evaporation temperature of 25 °C, the sample showing an excellent cycling performance. It is demonstrated that electroactive films and membranes can be prepared by direct-ink writing suitable for sensors/actuators and energy storage systems.     

能源高质量发展下中国电力供需格局演变趋势

为应对气候变化,世界各国都在加快能源转型,习近平总书记提出了“四个革命、一个合作”能源安全新战略和“碳达峰、碳中和”愿景,要求全力推动能源高质量发展,这将对中国电力供需格局产生深远影响。首先,提炼能源高质量发展的内涵、特征;其次,从消费侧、供给侧、技术、体制等角度研判能源高质量发展下电力行业的转型发展方向;最后,通过构建多区域“能源-经济-电力”分析预测模型体系,从电力需求、电力供应、跨区电力流、电力系统形态、电力市场交易等方面研究中国中长期电力供需格局的演变特征。     

电力作业场景中一种高效的UWB和IMU融合定位算法

在电力作业场景等复杂环境中,超宽带（UWB）定位存在非直达情况（NLOS）性能下降严重的问题,利用UWB与惯性测量单元（IMU）融合可以改善定位精度,但IMU的测量存在误差累积,需要精确的UWB测量校正。对NLOS条件进行准确的鉴别和利用有助于定位精度的提升。提出一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的UWB/IMU融合算法,利用电力作业场合中UWB测量分布性质来判定NLOS条件,并进行误差的缓解,有效提升NLOS条件下的定位精度。由于该算法不需要对环境有先验知识,也不需要进行IMU校正等操作,可用性较好。理论和实验结果表明,该算法的性能优于其他基线系统。     

采用循环伏安法研究微孔型多孔炭电极的电容特性

以酚醛树脂为原料,KOH为活化剂,制备出3种不同孔径分布的微孔型多孔炭(孔径≤2 nm)。在低温氮气吸附法测定BET比表面积和孔结构的基础上,采用循环伏安法考察了这3种微孔型多孔炭作电极的双电层电容器(EDLC)的电容特性。实验结果表明,微孔型多孔炭作电极的EDLC的电容特性是:在低扫描速率下,其循环伏安曲线达到电容平台后在高电压(±1.0 V)附近出现峰电容;延长在电解液中的浸渍时间,电极的比电容增大,高电位附近的峰电容减小。3种不同孔径分布的微孔型多孔炭作电极的EDLC的循环伏安特性受浸渍时间影响的程度也不同。     

考虑电动汽车时空接入随机性的充储电站有序充放电分散式优化

针对电动汽车时空接入的随机性,提出一种基于改进拉格朗日对偶松弛法的充储电站有序充放电分散式优化调度方法.首先,根据出行链和马尔可夫决策理论,建立计及出行路径随机性的电动汽车时空接入模型和不同温度及交通路况下的电动汽车单位行驶里程能耗模型;其次,考虑电动汽车的充放电约束、充储电站和配电网的运行约束,构建以充储电站收益最大化为目标函数的充储电站侧优化数学模型;然后,基于改进拉格朗日对偶松弛法,提出该模型的分散式优化求解方法;最后,以某典型城区道路拓扑为例,对比分析不同出行路径、温度、交通路况和调度策略下各充储电站的收益、负荷曲线和计算效率.算例结果表明:所提方法综合考虑多种环境因素,使充储电站的调度结果更加全面实际,且计算效率得到了大幅提升.     

基于时空特性以及需求响应的DG和EV充电站多目标优化配置

针对可再生分布式电源(DG)及电动汽车(EV)大规模接入给配电网带来的用电量增长以及电压波动问题,提出一种基于时空特性以及需求响应的DG和EV充电站多目标协调优化配置方法.通过提取城市路网的拓扑结构,监测路网流量,基于交通规划软件TransCAD进行起讫点(OD)矩阵反推,构建出行概率矩阵以描述用户的出行特性;基于蒙特卡洛方法模拟EV的时空分布特性,考虑EV、DG与常规负荷的时序特性,并基于改进K-means算法构建风-光-负荷的典型运行场景;兼顾电网侧与用户侧,以综合效益、系统负荷波动以及充电耗时成本为目标,构建DG和EV充电站的多目标联合配置模型,并采用改进粒子群优化算法进行求解.结合IEEE 33节点配电网与某城区主干道路网模型进行仿真分析,结果验证了所建模型的有效性与可行性.     

自动壳封焊机焊缝位置控制的实验研究

为解决自动壳封焊机机械凸轮式仿形的缺点，提出了基于电子凸轮的控制方案，为实现电子凸轮控制方案，在焊接轨迹形成分析的基础上，建立了焊枪位置控制的数学模型，改进后的自动焊机焊接试验表明，焊接位置误差较小，可以满足生产的需要。     

电、磁场对金属凝固组织的影响及应用

利用外加物理场凝固细晶技术是目前材料加工领域的研究热点。综述了各种电、磁场对金属凝固组织的影响，并对其主要的机理进行了探讨；并对电、磁场在金属凝固成形中的应用和进一步研究进行了展望。     

Low temperature bonding of LD31 aluminum alloys by electric brush plating Ni and Cu coatings

0Introduction Amongavarietyofbondingtechnologies,vacuum brazinghasbeenwidelyadoptedasareliablemethodfor joiningaluminumcomponents[1],whereintheAl Sialloys systemisrecognizedasthemostpopularfillermetals[2,3]. Althoughasoundjointcanbeachievedforcertainalumi…