层层自组装石墨烯/聚苯胺纳米复合电极

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采用循环伏安法电化学沉积聚苯胺和电化学还原氧化石墨烯,得到层层自组装石墨烯/聚苯胺复合材料.通过扫描电子显微镜、透射电镜对物相结构进行了表征,通过测试不同组装层数下石墨烯/聚苯胺纳米复合电极材料的比电容优化制备工艺,并利用电化学工作站测试其电化学性能.结果表明:制备的聚苯胺/石墨烯复合材料具有优异的赝电容性能,当电流密度为2 mA/cm2时,比电容达到4.78 F/cm2,具有优异的倍率性能(电流密度20 mA/cm2对应的比电容为4.12 F/cm2),且具有优异的循环性能(2 mA/cm2电流密度下循环5000次的比电容保持率为97.6%).
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硅负极由于其高比容量(4200 mAh/g)成为新型负极材料的主要选择.为获得电化学性能良好的纳米硅负极材料,以金属硅粉为原料,乙炔黑作为包裹材料,与人造石墨通过机械研磨工艺和原位包覆工艺合成了硅碳复合材料,组装成电池并测试材料的电化学性能.使用XRD、SEM、EDS、XPS分析表征了复合材料的结构和组成,使用激光粒度分析对制备的纳米硅颗粒的粒径进行表征,并用红外光谱分析分散剂在颗粒表面的原位包覆效果.将复合材料制备成纽扣电池进行测试,在1 C(900 mA/g)的充放电倍率下经过100个循环,仍然具有5
通过对类聚环氧乙烷(PEO)交联聚合物进行纳米复合改性,制备了3D交联复合结构凝胶聚合物电解质(C-GCPE).详细表征了该电解质膜的微观形貌、物相组成和分子结构等性质,同时深入考察了其离子电导率、锂离子迁移数等基础电化学性能,并完成磷酸亚铁锂准固态锂离子电池组装测试.结果表明,C-GCPE电解质膜具有显著提高的吸液率、离子电导率以及锂离子迁移数.所组装的准固态锂离子电池在2 C电流密度下最高放电比容量达到132.5 mAh/g,且容量保持率高达97.2%(循环700圈).
介绍了极片涂布闭环控制中需要微小区域测量的实际需求,阐述了微斑X射线面密度测量仪的测量原理、微射线束的实现方法,以及在微斑条件下提高测量系统性能的技术手段.在闭环控制系统中通过加装湿膜测量仪,测量仪与闭环器反馈联动等措施,极片的纵向面密度极差降低至2 mg,横向10 mm区域面密度极差降低至2.5 mg,涂布质量的一致性显著提高.应用表明,微斑面密度测量具有较好的使用效果和重要的应用意义.
低温固体氧化物燃料电池(LT-SOFC)极具商业化应用前景,而低温工作状态下高性能电解质材料仍是巨大的挑战.基于n型氧化锌和p型氧化镍构建PN半导体异质结材料体系,并将其作为固态电解质应用于LT-SOFC,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对材料进行了实验表征.实验研究了不同质量比例ZnO-NiO电池的性能,其中最佳组分7ZnO-3NiO在550℃开路电压为0.964 V,瞬时最大功率密度为644 mW/cm2.结合半导体异质结和能带理论从机理上解释了该电池的性能表现,半导体异质结的
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以端电压或荷电状态(SOC)为均衡标准的主动均衡算法,在均衡过程中由于难以准确反映单体之间绝对电量的差异,容易导致能量反复流动、降低均衡效率.针对该问题,提出了一种以单体切换电量作为均衡标准的主动均衡控制算法,该算法以单开关电容为核心构造主动均衡算法的硬件拓扑,利用流挖掘技术获取单体间切换电量的概要信息,通过均衡算法智能控制单体间均衡的顺序,进行不同脉冲信号周期、占空比、电容容量、均衡策略的仿真对比实验.结果表明,所提出的均衡算法能准确定位均衡单体、避免能量反复流动,有效地提高了主动均衡算法的运行效率.
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针对锂离子电池健康状态(SOH)估算精度低、传统遗传算法(GA)易陷入局部最优、收敛速度慢的问题,为提高锂电池健康状态的估算精度,提出了交叉概率和变异概率自适应的调整策略对传统GA进行改进,在改进遗传算法(IGA)的作用下,使优良个体仍保持较好的进化能力,算法初期搜索范围、后期局部搜索能力以及收敛速度也得到加强.提取间接健康因子,再用改进的遗传算法对BP神经网络的初始参数寻优得到IGA-BP神经网络模型,基于NASA锂电池数据集分别用GA-BP与IGA-BP神经网络算法对SOH进行估算.结果表明:IGA-
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