氢-溴储能电池膜电极的研究

采用不同电池结构组装成氢-溴储能单电池,进行恒电流充放电测试.通过分析电解性能、充放电循环性能和电池效率,研究了不同电池结构对电池性能的影响.结果表明,膜电极的CCM两侧喷涂催化剂,阴极为担载Pt/C催化剂(担载量为1 mg/cm~2)的碳毡的电池在200 m A/cm~2电流密度下进行充放电测试,其催化活性最高,电极反应效率最快,电池的充放电性能最好,能量效率和电压效率达到68.9%和70.3%.     

基于外部观测温度的锂离子电池电极温度在线实时预测系统

为有效估算锂离子电池内部电极温度,基于经典热传导理论及能量守恒定律,建立以时间、环境温度、单体电流为输入参量的电池内部电极温度预测模型,将控制方程进行离散化处理,采用恒流充放电试验有效辨识模型参数。试验与仿真结果表明:该模型计算精度高,可在线实时、准确预测锂离子电池电极温度,为纯电动汽车动力电池组合的"电极材料-壳体"精确均衡热管理研究提供可靠依据。     

镍锌超级电池的研究

通过在镍锌电池锌负极掺杂不同比例的活性炭制备了新的电极,该电极制备的电池既具备电池性能又具备电容性能.通过电化学性能测试得出电池的容量在25 mAh.普通镍锌电池和镍锌超级电池在四种不同倍率下进行充放电测试,普通镍锌电池在高倍率下充放电能量效率较低,而镍锌超级电池可在高倍率下充放电,镍锌超级电池掺C 20％循环寿命最长.     

新型光伏锂电无均衡管理储能发电系统

提出了一种新型光伏锂电储能系统拓扑结构.在该结构中,光伏电池与锂离子电池单体之间通过控制单元实现能量耦合,通过光伏电池与锂离子电池单体之间的结构耦合,实现锂离子电池的无均衡管理（NBCM）.对该拓扑结构进行了仿真和实验验证,实验结果表明,该光伏锂电储能模组能够在以欠压浮充为投切判据的控制单元工作模式下,实现光伏电池近似MPPT工作的同时,能有效地对锂离子电池进行充放电;与肖特基二极管近似直连相比,通过MOSFET以近似直连的方式耦合选定工作电压的30 W光伏电池与锂离子电池能够提升模组能量效率约8%,在独立运行和并网运行光伏储能发电系统中均可应用.      

基于道路除冰的导电超薄磨耗层性能试验研究

为实现快速、高效、安全地清除路面结冰积雪,研发由导电相材料及黏结料组成的导电功能层加细碎石铺设的抗滑磨耗层共同构成的路面热力除冰雪系统并测试其不同组分的性能。试验选用石墨和短切碳纤维作为导电相材料,采用A、B胶的体积比为2︰1的环氧树脂作为导电覆层的主体黏结材料,粒径2～3mm的黑刚玉作为磨耗层碎石材料,选用经过抛光打磨后的铜片作为电极并减小其接触电阻,采用优化的制备工艺加工超薄导电磨耗层,进行对比试验测试材料的电阻率变化。结果表明:当导电功能层石墨掺量一定时,导电功能层的电阻率随着短切碳纤维掺量的增加而减小。碳纤维掺量不变,石墨掺量的增加可以显著降低石墨-碳纤维复合体系的电阻率。最终确定选用石墨掺量为25%,碳纤维掺量为4%作为超薄导电磨耗层的最佳配比。     

碳基超级电容器的快速充放电性能及失效模式

采用基于电动车电池测试规范的超级电容器恒流充放电循环测试时间序列,研究了大电流充放电循环寿命试验中,超级电容器有效容量、充放电持续时间步长等性能指标的衰减规律,以及热能集中、电热击穿等因素诱发的超级电容器瞬间爆燃、表面塌陷等失效模式.     

钢筋电极导电发热混凝土的研究

提出利用钢筋良好的导电性来制作导电发热混凝土的电极,并进行了相关的实验研究.通过实验发现此种发热混凝土电阻达到稳定的时间要比一般混凝土的固化期长,用细不锈钢钢筋为电极得到的电阻率最低,此种发热混凝土的电阻随电压的升高而降低明显,而升温实验表明所制造出的发热混凝土是成功的.文中所做的研究不仅可以将碳纤维导电发热混凝土所需的碳纤维体积含量降低到0.29%左右,大幅降低制造导电发热混凝土的成本,而且还可以有效地提高导电发热混凝土铺层的强度.     

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜&电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响.结果表明:催化层内的聚四氟乙烯(PTFE)和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力.提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质.良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻.     

钠掺杂碳包覆磷酸锰锂纳米材料的制备及电化学性能

采用高温固相法一步合成掺杂钠型碳包覆Li1-x Nax MnPO4纳米材料,利用现代仪器分析手段表征了材料的物相、形貌和晶体结构,并考察了其作为锂离子电池正极材料的电化学性能.XRD分析结果表明,钠的掺杂没有改变LiMnPO4材料的橄榄石型正交结构,样品的结晶度好、纯度较高;SEM分析结果显示,随着钠含量的增加,样品粒径逐渐减小,当钠含量为20％时,颗粒直径减小到50 nm;TG分析结果说明,在样品制备过程中采用550℃的煅烧温度完全可行;BET分析结果得出,不同钠含量的Li1-x Nax MnPO4纳米材料均为介孔结构,钠含量为20％的样品比表面积最大.Li1-x Nax MnPO4纳米材料的电化学性能如下:CV测试结果表明,钠含量15％的样品电化学反应更为迅速,电极具有更好的电子导电性;EIS测试结果显示,钠含量为20％的样品电荷转移阻抗最小,说明钠的掺杂有利于疏通锂离子脱嵌的通道.充放电测试结果显示,钠含量为20％的材料充放电性能更稳定.     

基于多项式回归算法的锂电池SOC估测

针对锂离子电池提出了一种非常实用的估测电池SOC的方法,即采用了开路电压法与安时计量法相结合的方法.首先通过实验获得电池静态开路电压与对应的静态初始SOC,然后基于多项式回归分析法拟合出电池静态开路电压与电池静态初始SOC的曲线方程;而电池充放电时的SOC变化量则用安时计量法计算.经过实验验证,此方法能够较为准确地估测...     

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜＆电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响．结果表明：催化层内的聚四氯乙烯（PTFE）和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力．提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质．良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻．     

混凝土中钢筋脱钝的电化学弱极化判别方法

基于电化学弱极化原理,提出了一种新的钢筋脱钝判别方法,并通过实验验证了该方法的有效性.该方法巧妙地回避了计算电化学参数带来的繁琐,只需记录阳极极化结束时刻的外极化电流,通过观测极化电流的突然增大即可判定钢筋脱钝.此外,该方法克服了半电位方法受环境波动影响较大的缺点.该方法对钢筋施加的是弱极化,对钢筋表面扰动很小,不会破坏钢筋表面原有的特性.     

直接甲醇燃料电池的单电池实验测试及性能优化

以新型阻醇材料Na2Ti3O7/Nafion复合膜为质子交换膜,利用热压法制备膜电极（MEA）,对直接甲醇单电池进行测试.考察了电池温度、阴极加湿温度、甲醇浓度、甲醇流速和空气流速5个参数对直接甲醇燃料电池极化曲线性能的影响.实验结果表明,电池温度对电池性能的影响较为明显,提高电池温度有利于得到较好的电池性能.甲醇浓度对电池性能影响也比较明显,较低甲醇浓度有利于提高电池性能.甲醇流速和空气流速对电池性能的影响较小,阴极加湿温度对电池性能几乎没有影响.通过分析优化,该直接甲醇燃料电池的电池性能最佳工作条件是在80℃情况下,低电流密度工作区采用较低浓度甲醇溶液,高电流密度工作区采用高浓度甲醇溶液.     

碳纤维水泥砂浆柱体轴压下力电性能尺寸效应研究

采用54个3种尺寸的几何相似碳纤维水泥砂浆试样,在给定电压下测试柱体电极间的电流；测试轴向应变下电阻率和柱体的极限荷栽,分析给定应力下试件的灵敏度系数,计算轴压下柱体的抗压强度.研究表明:碳纤维水泥砂浆棱柱体具有压敏特性,可以利用电阻变化率来监控构件的自损伤；碳纤维水泥砂浆棱柱体的电阻率随着试件尺寸的增大而减小,即试样...     

电动公交更换式充电站的优化设计

更换式充电站具有提高车辆利用率、电池充电温度可控和电池维护便利等优点,成为国内纯电动公交车最主要的能源补给模式,同时更换式充电站也具有使用电池数量大、占地面积大、投资规模大等缺点.本文建立了基于高峰发车间隔、平峰发车间隔、高峰持续时间、平峰持续时间、电池回站SOC等参数的更换式充电站的车辆数量、电池数量和更换工位数量计算方法,建立了基于锂离子电池充电曲线的充电站总充电功率的计算方法,通过实际充电站的运行数据测试,验证了本文提出的相关方法的可行性和准确性.     

大功率空冷自增湿PEMFC温度控制方法

为研究大功率空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)温度控制对电堆输出性能的影响,分别采用模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制、自适应模糊PID控制对电堆进行试验测试.实验结果表明,不同控制方法在负载变化时的动态响应特性存在较大差异:模糊控制对电堆输出性能影响较大,在大电流输出时会造成明显的浓差极化;模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制在负载变化时动态响应存在较大的超调量,调节时间长;模糊自适应PID控制超调量小,调节时间短.与PID温度控制相比,自适应模糊PID温度控制超调量降低了75%,调节时间加快了20%.综合考虑调节时间、超调量、稳态误差、电堆输出性能等因素,自适应模糊PID温度控制有利于提高大功率空冷自增湿PEMFC输出特性.      

碳纤维布增强钢筋混凝土梁抗弯疲劳性能试验研究

通过改变粘贴碳纤维布的层数、粘贴方式,进行了4根碳纤维布增强钢筋混凝土梁的疲劳试验和2根普通钢筋混凝土梁的疲劳对比试验研究,试验结果表明,碳纤维加固可以较大的提高混凝土梁的疲劳性能,延长混凝土梁的使用寿命;粘贴碳纤维布的方式以及粘贴层数对钢筋混凝土梁的抗疲劳性能有很大的影响.     

碳纤维增强铝基复合材料的制备及其拉伸性能

利用挤压铸造方法,采用三种不同的凝固条件,制备了连续长碳纤维增强铝基复合材料的拉伸试样,并对其拉伸性能进行了试验．试验结果表明,该复合材料的抗拉强度和弹性模量皆随碳纤维的体积含量增加而增加．含48％碳纤维的复合材料比基体材料的拉伸强度高50％以上．但塑性指标随碳纤维含量的增加而显著降低．当连续碳纤维的体积含量较小时,凝固条件对该复合材料的抗拉强度影响较大,对弹性模量的影响较小;当碳纤维的体积含量较大时,凝固条件对该复合材料的抗拉强度影响较小,而对弹性模量的影响较大．     

机械化学法制备高比表面积碳负载NiO超级电容器材料

采用机械化学法制备NiO/C复合电容材料,用X射线(XRD)和透射电镜(TEM)研究了复合电容材料的晶型、形貌及粒径;用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗研究了其超级电容性能.研究结果表明:NiO/C复合材料球磨20 h后粒径由30 nm减小到为15 nm左右,在5 mA/cm2电流密度下材料的比电容由球磨前的74 F/g增大到170 F/g,电极电化学反应的等效串联内阻由1.355 Ω减小到0.81 Ω.     

机械化学法制备高比表面积碳负载NiO超级电容器材料

采用机械化学法制备NiO/C复合电容材料,用X射线（XRD）和透射电镜（TEM）研究了复合电容材料的晶型、形貌及粒径;用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗研究了其超级电容性能.研究结果表明：NiO/C复合材料球磨20 h后粒径由30 nm减小到为15 nm左右,在5 mA/cm^2电流密度下材料的比电容由球磨前的74 F/g增大到170 F/g,电极电化学反应的等效串联内阻由1.355Ω减小到0.81Ω.