三维多孔类石墨烯负载纳米锗负极的制备及其电化学性能研究

设计和制备了一种基于类石墨烯片的三维多孔碳负载纳米锗作为高容量锂离子电池负极材料。所制备的复合负极中纳米锗颗粒大小为50～500nm,均匀负载在由类石墨烯片构成的三维多孔导电网络中,有效地避免了热处理下Ge颗粒长大的问题。相比于纯Ge负极,复合负极具有优异的电化学性能：0.2C倍率下首次放电比容量高达1530.49mAh/g,循环80周后为910.32mAh/g,为纯Ge负极的1.89倍;2C倍率下放电比容量为881.28mAh/g,为纯Ge负极的2.01倍。     

颗粒堆积型多孔介质内弯曲流道毛细管束模型的研究

本文建立了基于弯曲流道的颗粒堆积型多孔介质内流体流动的毛细管束模型,并在低雷诺数、低空隙率范围内对颗粒层多孔介质内的渗透率、阻力特性等进行了研究,结果表明弯曲流道毛细管束模型适合于计算颗粒层多孔介质内流体流动。     

间苯二酚–甲醛辅助溶胶–凝胶法制备纳米Li2MnSiO4/C正极材料

采用间苯二酚–甲醛辅助溶胶–凝胶法制备了纳米Li₂MnSiO₄/C正极材料, 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试等方法对材料的结构、形貌以及电化学性能进行了分析和表征。结果表明, 所制备的样品属于正交晶系Pmn21空间群, 物相纯度很高, 颗粒尺寸细小(50 nm左右)且分布均匀, 并具有良好的电化学性能, 首次放电比容量为105.7 mAh/g, 50次循环后容量保持率高达90.7%。XRD图谱显示, 经过充放电循环后, Li₂MnSiO₄能始终保持稳定的晶体结构, 表明间苯二酚-甲醛在烧结过程中形成的网络包覆碳层不仅提高了材料的电子电导率, 还维持了材料结构的稳定。     

改性电解液促进均匀锂沉积的研究进展

随着二次电池的逐渐发展,金属锂为负极的电池体系以其优异的能量密度脱颖而出,但其稳定性和安全性较差的问题亟待解决。电解液作为锂离子在正负极之间传输的载体,决定了锂离子的液相传输过程和迁移速率,同时还会与金属锂负极发生界面反应生成固体电解质界面膜(SEI),电解液的组分变化会极大程度上影响SEI膜的组成和结构。电解液改性能够有效调控金属锂沉积过程,是改善金属锂负极电化学性能的重要途径。本文从电解液对锂离子沉积的影响因素出发,分析了液相传质、SEI膜的形成、电荷转移等基本过程对锂离子沉积的调控机理,总结归纳了溶剂分子、锂盐浓度、添加剂等对金属锂沉积过程的影响,介绍了溶剂混用、复合锂盐、局部高浓度电解液、双功能添加剂等电解液改性促进均匀锂沉积的方法,分析了各种改性方法对实现均匀锂沉积的作用机理,并展望了这些方法的发展趋势。     

步进梁式加热炉内钢坯温度场数值模拟

建立了步进梁式加热炉内加热钢坯的物理模型和数学模型,用有限容积法(FVM)对数学模型进行了离散化,运用Visual-Fortran编制了加热炉内钢坯温度场计算软件,同时利用耐热温度数据记录仪,实测和记录了Q235钢在加热炉内的温度分布,给出了钢坯在整个加热过程中的上下炉温、钢坯内部不同点温度的变化曲线。将模拟结果和实测结果进行了比较,温差值最大为34.3℃,模拟值与实测值基本吻合,表明建立的数学模型以及计算方法是正确的。     

铁水连续预处理涡流反应器的优化设计研究(Ⅰ)

铁水预处理技术中反应器的设计至关重要。本文采用k-ε湍流模型与颗粒随机轨道模型相结合,建立了铁水、反应剂的两相流动模型;采用数值模拟的方法,研究了涡流反应器内的铁水、反应剂的两相流动特征,揭示了各个几何参数对反应器内两相流动、混合的影响。计算结果表明,对于本文计算工况,反应器的最佳设计值为:α1=55°～40°,h1=0 3～0 4m,h4=(2 5～5 0)d3;d2/d3=0 35～0 20。     

铁水连续预处理涡流反应器的优化运行研究(Ⅱ)

铁水预处理技术中反应器的设计至关重要。本文采用k-ε湍流模型与颗粒随机轨道模型相结合的两相流动模型,建立了铁水、反应剂的两相流动模型;采用数值模拟的方法研究了涡流反应器内的铁水、反应剂的两相流动特征;揭示了颗粒喷入位置、喷入速度、铁水流速、铁水流量等参数对反应器内两相流动、混合的影响。为连续处理工艺所需反应器的优化设计及工艺过程的研究与实现打下了基础。     

微细泡沫水煤浆的流动性研究

研究了微细泡沫水煤浆的流动范围和在气体表观流速为0．1m／S和液体表观流速为0．45～1．8m／S时的压力损失及阻力特性。     

水平管内湿颗粒空气输送的实验研究

固体物料采用浆体管道输送的情况下，本文提出了一种节约管道输送用水的湿颗粒空气输送方法。用管径为25.4mm和30mm，粒径为0.99mm,1.9mm和2.9mm的安山岩碎石，分别进行了输送实验。实验结果表明，湿颗粒空气输送的压降，与相同输送情况下固体物料水力输送压降相比，压降降低程度显著。同时，通过沉积界限速度的测定，确定了湿颗粒空气输送速度的范围。     

三种室内颗粒运动分布模拟方法的比较

用拉格朗日模型和滑移通量模型及将颗粒当作被动运输标量处理的方法对三维通风小室内颗粒的扩散分布进行了数值模拟,并将模拟结果与相关文献中的实验数据进行了对比。结果表明,用拉格朗日模型模拟的结果除了天花板和入口处附近外与实验数据吻合得都较好;用滑移通量模型模拟的结果在靠近天花板附近与实验数据吻合得较好,其他地方的模拟结果比实验数据稍小;将颗粒当作被动运输标量处理的模拟结果在0.3m以下位置与实验数据吻合得较好,而在靠近天花板附近与实验数据差别较大。