不间断电源用石墨烯锂电池模块均衡系统设计

蓄电池是舰船不间断电源设备重要的后备供电电源,基于LiFePO4-石墨烯复合电极材料的锂电池相比传统铅酸蓄电池具有放电容量大、能量密度高、循环寿命长等显著应用优势。但是锂电池也存在着由于单体电池特性不一致导致的性能下降和安全问题。均衡控制是解决不一致问题的最有效途径。本文针对不间断电源用石墨烯锂电池模块进行均衡系统设计,设计中重点考虑了均衡系统对绝缘耐压性能、电磁兼容性能和安全性能的特殊要求,分别提出了基于双壳体结构的绝缘耐压设计方法、基于多通道隔离的电磁兼容设计方法和基于双重保护的可靠性设计方法。试验结果验证了所设计均衡系统的有效性。     

基于石墨烯的柔性薄膜电极进展

石墨烯具有诸多优异的物理、化学特性,在电化学储能领域得到了广泛的关注。本文综述了石墨烯薄膜以及石墨烯复合材料薄膜在锂离子电池以及超级电容器柔性电极中的应用进展。根据石墨烯在柔性电极中作用的不同分为三个部分结合研究实例分别论述,并对石墨烯基薄膜电极材料在柔性电化学储能器件中的应用前景进行了分析和展望。     

浅析石墨烯新材料在沥青混凝土路面中的应用

自从2004年被发现以来,被誉为神奇材料的石墨烯由于具有多项出色性能,一直是各国科学家和产业界的研发热点,被尝试用于航空航天、电子、船舶、新能源、环境净化、沥青路面、混凝土等诸多领域。重点研究石墨烯新材料用于沥青混凝土路面的应用试验情况。     

锂离子二次电池石墨烯基负极材料研究进展

石墨烯是构建其它维数碳质材料基本单元,因其优异的导电性,良好的机械性能,成为了当前材料科学领域研究的热点。石墨烯基纳米材料更是处在当前化学研究的最前沿。本文重点阐述了石墨烯基负极材料的最新研究进展,主要包括石墨烯基负极材料的储锂机理、石墨烯与硅复合负极材料和石墨烯与过渡金属氧化物复合负极材料的研究进展,并展望了石墨烯基负极材料的应用前景。     

石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响研究

采用熔融共混法制备了石墨烯/SBS改性沥青(GSMB),研究了石墨烯对SBS改性沥青压力老化(PAV)前后动态剪切流变性能的影响，并利用红外光谱(FTIR)分析了GSMB老化前后化学结构的变化。结果表明：石墨烯提高了SBS改性沥青的复数剪切模量，降低了相位角，增强了SBS改性沥青的抗永久形变能力；相比SBS改性沥青，GSMB在PAV老化后的复数剪切模量老化指数明显降低；FTIR显示SBS改性沥青老化后的羰基指数变化率、亚砜基指数变化率和碳碳双键指数变化率均随石墨烯掺量增加而减小，表明石墨烯能够有效改善SBS改性沥青的耐老化性能。     

含氮电容碳的制备及其电化学性能研究

以热还原氧化石墨烯,聚丙烯腈为原料,借鉴湿法纺丝原理,并通过预氧化,活化过程,制备了高比表面积,高导电性的聚丙烯腈/石墨烯复合材料.并对其进行电化学测试,结果表明:复合材料电极的比电容明显高于两单体,电流密度为1A/g时,比电容为240F/g;循环5 000次后,容量保持率为91.02%;当电流密度增大为10A/g时,电容保持率为72.2%,展现了较高的循环稳定性和倍率性能.     

基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究

微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段，为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能，采用分子动力学方法，对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As，R，S，Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算，分析了MF，CG与沥青四组分之间的相容性变化规律，评价了MF，CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究，分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响，并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究，进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明：采用CGMF为壁材制备PCM，可以提升PCM的热效率，CGMFPCM2031的能量效率比MFPCM2026平均增加141.15%，在沥青体系中加入CGMF为壁材的PCM，可以提高沥青组分之间的相容性和抗拉强度，有利于增强沥青体系的低温抗裂性能。     

桥梁养护检查车新型轮轨体系试验研究

对于桥梁检查车驱动系统及轨道在使用中出现的各种问题,提出并采用了一种新型检查车轮轨驱动系统,对轮轨体系开展试验研究,设计了3种不同轨道涂层的试验条件:热浸锌、锌加涂膜镀锌(冷喷锌)、石墨烯涂层材料,同时对3种不同包覆材料的行走轮进行了模拟试验,选取其中保护效果优良的轮轨体系组合:石墨烯轨道涂层和聚酰胺PA-66行走轮包覆材料进行桥梁现场试验.试验结果表明:此种新型轮轨体系组合满足实际工程使用要求.     

石墨烯—硅灰纳米混合物对水泥基材料性能的影响

分散良好的石墨烯可大幅提升水泥基材料力学和导电性能.基于此,利用硅灰对石墨烯预分散,制备出石墨烯水泥复合材料,研究了石墨烯-硅灰纳米混合物对水泥基材料力学、导电和微观性能的影响.研究结果表明:5％的硅灰可有效地机械分离0.1％石墨烯,并表现出最优的力学性能(提升30％左右);与对照组相比,引入0.3％石墨烯-5％硅灰的试样电导率降低了60％左右.石墨烯-硅灰的引入优化了水泥基体孔结构,良好分散的石墨烯充分发挥了"填充效应"和"桥接效应".本研究旨在为石墨烯水泥基复合材料的开发和应用提供一定的理论基础.