钠离子电池健康状态预测

钠离子电池健康状态(SOH)预测对于电池优化管理有重要意义,但由于钠离子电池老化机理复杂,影响因素众多,精准SOH预测挑战巨大.为此,本研究从健康状态时序测量数据出发,提出了基于双指数模型的粒子滤波法(DEM-PF)和基于小波分析的高斯过程回归法(WA-GPR),以实现钠离子电池单步SOH和剩余可用寿命(RUL)预测.前者直接采用双指数函数构建时序SOH数据模型,并结合PF算法进行模型参数更新;后者采用小波分析实现时序SOH数据多尺度解耦,采用GPR构建各尺度数据模型并进行融合后实施预测.实验结果表明,相比DEM-PF方法,WA-GPR方法的单步SOH和RUL预测效果更好,单步SOH预测均方根误差为0.8％,RUL预测误差最小为3次循环,从而为钠离子电池管理提供有效支撑.     

脱氢芳樟醇合成柠檬醛

柠檬醛是合成紫罗兰酮类香料以及合成维生素A，E等医药化工产品的重要中间体，在选择聚钒有机硅氧烷为主催化剂，并在一定的助催化剂作用下，以石蜡油为有机溶剂，在氮气保护下，对脱氢芳樟醇合成柠檬醛的反应工艺条件进行了探讨。反应结束后反应液经过真空蒸馏后得到产物，并通过GC－MS进行定性和定量分析。结果表明，适宜的催化剂原料配比为二苯基二氯硅烷：正钒酸钠为3：1；适宜的经剂焙烧温度为100℃，反应温度为170℃，反应时间为4小时。通过实验我们初步得到了使产品的产率为80％，纯度为90％的工艺条件。并对该催化剂的催化反应机理作了简单解释。     

质子交换膜燃料电池中碳纳米管负载的氧电极材料制备与表征

本文介绍了碳纳米管(CNTs)在质子交换膜燃料电池催化剂中的应用,对Pt/CNTs及Pt/C催化剂的比表面积、孔径、孔分布及金属表面分散情况进行了比较.实验发现,具备典型中孔结构的CNTs使得铂金属在其表面分散更加均匀.在催化剂制备工艺的研究中发现,合适的硝酸(40%)处理会使催化剂载体具备更加适宜的孔结构.通过本文的讨论,可以认为Pt/CNTs是一种可以应用在质子交换膜燃料电池上很有前景的电催化剂.     

微波共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用微波共沉淀法合成了制备LiNi0.8Co0.2O2的前驱体球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2,将其与LiOH·H2O混合,在氧气氛围下,用不同的烧结温度分别烧结10小时获得LiNi0.8Co0.2O2正极材料。用XRD、SEM对所制备的正极材料进行结构和形貌分析,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,烧结温度对材料结构和电化学性能影响较大,所合成材料均具有α-NaFeO2的层状结构,烧结温度越高材料结晶越完善。900℃烧结的LiNi0.8Co0.2O2材料初级颗粒结晶最完善而且其二次团聚粒子的平均粒径最小,其表现出的电化学性能也最好,首次放电容量为189.1mA·h·g-1,首次循环放电效率达到92.5%。30循环后放电容量保持在148 mA·h·g-1,显示出较好的循环稳定性。     

铷掺杂三元正极材料Li1-xRbxNi0.4Co0.2Mn0.4O2的制备及其电化学性能

采用共沉淀法制备了三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,掺杂不同比例铷进行改性,对其进行了结构表征,考察了其电化学性能. 结果表明,Li0.97Rb0.03Ni0.4Co0.2Mn0.4O2样品的结晶度较好,铷掺杂起到了稳定三元材料晶体结构的作用,有效改善了材料的电化学性能,5C倍率下放电比容量达130 mA?h/g.     

ZrO2包覆对层状氧化物正极材料储钠性能的改善

层状氧化物正极材料具有良好的结构稳定性和较高的充放电比容量,是一类理想的钠离子电池正极材料。本工作研究了层状氧化物正极材料NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2表面修饰对其电化学性能的影响,采用固相球磨法在正极材料表面包覆一层纳米ZrO2,采用形貌、结构、电化学方法等研究了包覆后性能改进机理。研究结果表明,ZrO2在NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2表面形成一层惰性保护层,有效隔开了电解液与正极材料的接触,缓解了电解液的分解速度,抑制了金属离子的溶出速度,从而显著改善了电池的循环性能以及高温性能。在ZrO2包覆修饰后,55℃下正极材料相比于未包覆的正极材料有明显提升,100次循环后容量保持率达到83.6%,高于未包覆的75.2%。此外,包覆后的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正极材料在空气环境存储后,稳定性得到明显提高。     

炭黑负载MnOx-Pt电催化剂的制备与初步研究

合适的电催化剂材料是质子交换膜燃料电池降低电极反应活化能、加快反应速度、提高电池能量转换效率的关键,尤其是用于阴极氧还原的电催化剂。Vuloan XC-72炭黑进行预处理后作为催化剂载体,采用分步化学沉积方法制备得到了炭黑负载的MnOx-Pt电催化剂。通过ICP、XRD、TEM、CV等物理和电化学手段测试和表征,结果表明;所得到电催化剂中锰氧化物的主要存在形式是隐钾锰矿型MnO2;三种催化剂样品中Mn的质量百分含量均为20％左右,而Pt的质量百分含量在5％左右。该催化剂具有较高的分散度,更高的氧还原起始电位和峰值电位,表现出良好的电催化氧还原性能,可作为质子交换膜燃料电池阴极氧还原的电催化剂;其电化学催化反应机理还有待于进一步深入的研究。     

甲烷部分氧化制合成气催化剂的研究进展

甲烷部分氧化（POM）反应制合成气是化学利用甲烷的有效途径之一。研究表明,甲烷部分氧化反应的工艺有能耗低和反应速率较快等优点,而且所得的H2和CO的比例适于合成甲醇等工业化学品。在该工艺过程中,所需反应容器体积小,反应效率高,可大幅度降低制备合成气的成本。开发POM反应的高效催化剂是进一步提高反应效率、实现工业化的关键途径,因此,是当前国际催化领域研究的热门课题之一。本文主要介绍了传统的金属负载型催化剂和金属氧化物催化剂用于POM反应的研究进展。     

固体氧化物燃料电池电极材料研究 Ⅱ.甲烷氧化转化阳极材料的制备与表征

制备了适合固体氧化物燃料电池中甲烷氧化转化的阳极材料Ni/La(Sr)MnO_3.利用差热分析和热重分析研究了该阳极材料的合成条件.应用电子探针、X射线衍射和扫描电镜分别对材料的组成和结构进行表征.对Ni/La(Sr)MnO_3的电导性能进行了研究,并与Ni/YSZ的电导性能进行比较,分析了影响阳板材料电导性能的主要因素.     

燃料电池在电动汽车中的应用前景

以石油燃料为动力的汽车,其尾气是空气污染的主要来源,以充电电池为动力的电动汽车是解决汽车尾气污染的途径之一.目前,由于充电电池贮能量比内燃机低而使电动汽车数量仍然很少.燃料电池是未来最有希望替代内燃机的汽车动力,它的运行效率高,能够使用甲醇、乙醇、天然气或氢气等非石油基燃料,还可以显著改善排气质量,减少大气污染.可用于电动汽车的燃料电池类型有磷酸型燃料电池、离子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池.本文对上述燃料电池的原理和性能作了详细介绍,对世界各国的研究开发活动作了介绍.