【摘 要】
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锂离子电池近年来发展十分迅速,作为一款绿色储能介质,其最初广泛应用于各类移动式电子产品中,如数码相机、mp3/4、移动电话等。随着技术的发展和成熟,锂离子电池能量密度大、安全性高、污染小、重量轻的优势不断显现出来,后逐渐推广应用于电动汽车、卫星、绿色储能等重工业产品中。卫星上多数负载属于耗电型产品,卫星在轨期间会频繁交替出现在光照区和阴影区。在光照区,太阳能光伏板可以持续发电并供应负载工作,在阴影
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锂离子电池近年来发展十分迅速,作为一款绿色储能介质,其最初广泛应用于各类移动式电子产品中,如数码相机、mp3/4、移动电话等。随着技术的发展和成熟,锂离子电池能量密度大、安全性高、污染小、重量轻的优势不断显现出来,后逐渐推广应用于电动汽车、卫星、绿色储能等重工业产品中。卫星上多数负载属于耗电型产品,卫星在轨期间会频繁交替出现在光照区和阴影区。在光照区,太阳能光伏板可以持续发电并供应负载工作,在阴影区,卫星负载供电则完全依赖于自身储能系统。二次电池作为卫星储能系统的重要组成部分,其寿命和健康状态决定卫
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锂离子储能器件中锂离子电容器、锂离子电池等各自都有独特的优势,从而成为化学电源的研究热点。电极材料是化学电源的重要组成部分,石墨烯作为锂离子电容器的正极材料和锂离子电池电极材料的添加剂,以及特殊结构的氧化物作为锂离子电池的负极材料受到广泛关注,具有广阔应用前景。本文的研究主体主要有硼掺杂的自支撑石墨烯锂离子电容器正极材料、硅-石墨烯复合锂离子电池负极材料、中空纳米TiO2和碳氮共掺的核壳多孔纳米T
冻土作为冰冻圈的重要组成因素,对气候变化具有高度的敏感性和强烈的反馈作用。全球变暖的背景下,季节性冻土和多年冻土环境的变化已成为与区域环境和人类生产生活息息相关的重要问题。冻土时空分布动态信息的获取是进行寒区水文过程、气候以及生态环境、地质变化领域的重要基础研究内容,遥感对地观测和数值模拟技术是当前大空间尺度下冻土研究的重要手段。经过数十年的发展,冻土遥感监测与数值模型模拟研究均取得了重大进展,尤
青藏高原独特的地理水文环境孕育了全球最大的永久冻土区。近年来在温度持续升高和工程活动的背景下,青藏高原冻土呈现出快速退化趋势,主要表现在活动层厚度增厚、冻土温度升高等。其中活动层位于永久冻土层上方,它的周期性的冻融过程能引起冻土地表发生季节性的抬升和沉降。另一方面,青藏铁路的建设和运营改变了冻土的温度场和应力场,进而造成铁路路基沉陷及附近热融滑塌等地质灾害。因此,开展大范围青藏高原和交通走廊沿线冻
硅基和锡基负极材料由于理论比容量高、放电平台低、环境友好和价格低廉等优点成为可取代商业化石墨负极的理想选择。但此类材料在脱/嵌锂过程中存在体积效应,使得电极结构和固态电解质界面膜(SEI)不稳定,导致电极循环性能衰减。制备复合物材料,尤其是各类碳复合物材料,已成为主要改善此类材料电化学性能的有效方式之一。因此,本文主要研究具有高比容量的硅碳复合材料和锡碳复合材料,以获得具有优良循环性能的锂离子电池
本文围绕电动汽车和电力储能等领域对锂离子电池的应用需求,针对目前锂离子电池寿命和安全的失效问题,开展了钛酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元电池失效机制研究,并探索了电池性能提升方法,为锂离子电池安全使用和新产品开发提供参考。主要工作和成果如下: 通过自制原位测量装置,在线研究了钛酸锂电池55℃循环和搁置过程产气的体积、压力和组分含量变化,并推导了可能的产气反应。研究发现,钛酸锂电池产气控速步骤由H2生
内燃发电机组作为内燃机车的供电设备,主要包括内燃机、联轴器、发电机、膨胀水箱、液压泵组等构件,其结构复杂。在运行过程中内燃机受周期性变化的外激力影响,导致振动故障频繁发生。厘清内燃发动机组复杂转子系统的振动特性,及时发现、诊断故障并采取有效的措施显得尤为重要。本论文通过理论与实验相结合,主要研究内燃机失火、联轴器不对中、碰摩等故障对内燃发电机组转子动力学特性的影响。论文工作包含以下几个内容:(1)
现代科技的发展对于储能设备的要求日益提高,超级电容器作为主要的一类电化学储能器件,提高其能量密度仍是面临的挑战,需要开发新型的电极材料。沸石咪唑酯骨架材料(ZIF)是金属有机骨架材料的重要分支,其衍生碳材料具有高氮掺杂量和高比表面积等优点,是一种理想的超级电容器电极材料。然而ZIF衍生碳材料易团聚、孔分布不合理、结构易破坏和导电性差等缺点制约了其在超级电容器中的进一步应用。因此,开发新的ZIF衍生
原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)被广泛应用于微纳表面形貌测量、微纳操纵和制造研究,已成为探索微纳米研究领域中不可缺少的重要工具。近年来,利用AFM进行微小力测量逐渐成为其应用的重要研究热点之一。由于AFM微悬臂梁刚度在微纳米尺度力学测试中具有重要作用,其准确性直接影响力学测量结果的可靠性。因此,开展微悬臂梁刚度标定研究对促进AFM工程应用具有重要的理论价值和实
高能量密度和长寿命的锂/钾离子电池(LIBs/PIBs)是现代社会快速发展的必然要求,而新型、高性能LIBs/PIBs电极材料的设计和制备是提高其性能的关键。本论文以具有高储锂容量和长循环稳定性的硅氧碳前驱体陶瓷(SiOC)为研究对象,开展了高性能LIBs/PIBs负极材料的设计、制备与性能研究工作。针对SiOC基LIBs负极材料导电/离子能力差的问题,采用构建三维导电网络和纳米化(多孔)的设计思
可再生能源的高效低成本和超低排放利用是当今能源转型的重点。生物质直燃有机朗肯循环(Organic Rankine cycle, ORC)耦合碳捕集技术可显著提高能源利用率,是控制全球温升低水平的关键技术之一。本文首先在有机朗肯循环的热动力学模型中考虑冷却水循环,研究冷却水耗功模型中的冷却水初温、水泵扬程和环境温度的影响规律,优化蒸发温度和冷凝温度;在单效溴化锂吸收式制冷循环模型中通过溴化锂溶液物性