湿法混料工艺制备钒电池双极板及其性能研究

采用新的室温湿法混料工艺,以聚乙烯树脂粉末为基体、炭黑和石墨为导电填料,采用易挥发溶剂乙醇为分散介质,经搅拌-抽滤-烘干-模压成型,制备了钒电池用导电塑料双极板。结果表明双极板的最佳配方为:w(PE)∶w(炭黑)∶w(石墨)=45∶40∶15,最佳的成型温度在140～160℃,最佳的成型压力为10～15 MPa;双极板电阻率<0.5Ω.cm,抗拉强度>15 MPa;以此导电塑料为集流板,在70 mA/cm2的电流密度下,电流效率达到96.5%,电压效率达到83.5%,能量效率达到80.6%。     

碳布增强型导电塑料双极板的制备与性能

采用聚乙烯为基体,炭黑和石墨为导电填料,通过碳布做增强骨架,制备了钒电池三明治型导电塑料基复合双极板.结果表明双极板的最佳配方为:m(炭黑):m(石墨)=45∶15,总填料含量为60％.碳布的引入有效地提高了双极板的力学性能,尤其是弯曲疲劳寿命大幅提高.该双极板在100 mA/cm2的电流密度下,电流效率为97％,电压...     

复合导电剂对锂离子电池性能的影响

将石墨烯(rGO)、导电石墨(SP)和碳纳米管(CNT)复合，制得rGO/SP、CNT/rGO和CNT/SP复合导电剂，用来改善锂离子电池正极的导电性能。采用XRD、SEM、电化学阻抗谱及恒流放电等测试，分析导电剂的形貌及电池的性能。导电剂种类对于电池电化学性能的影响较大。添加CNT/rGO制备的正极粉末电导率最高，可达到2.305 S/cm，与混合正极材料[m(LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.15)O_2)∶m(LiMn_2O_4)=7∶3]相比，提高了27倍。采用CNT/rGO复合导电剂制备的18650型混合正极材料锂离子电池，单体电池内阻最小(13.5 mΩ)、化成容量最高(1 856.1 m Ah)。在4.2～2.5 V充放电，以10.00 C高倍率放电时，平台电压最高(3.2 V)、放电容量最高(1 764.5 m Ah);以1.00 C倍率循环600次，rGO/SP、CNT/SP和CNT/rGO复合导电剂制备的电池容量保持率分别为93.70%、94.36%和95.13%。     

导电ABS/PETG共混物的制备及性能研究

以炭黑、石墨和镍粉等为导电填料,ABS和PETG作为高分子基体,采用熔融共混-模压成型工艺制备具有双连续相结构的质子交换膜燃料电池(PEMFC)用双极板。主要研究导电填料炭黑、石墨和镍粉等对ABS/PETG共混物的导电性、耐水性和耐热性能的影响。结果表明:当ABS和PETG为双连续相,炭黑为20%时,复合材料的导电性最好,为123S/m,玻璃化温度98℃,维卡软化温度123℃,接触角为100°。保持炭黑的含量为10%,通过调控石墨含量,发现当石墨含量在4%时,复合材料综合性能最好:电导率30S/m,玻璃化温度93℃,维卡软化温度107℃,接触角为103°。当保持15%炭黑的比例,镍粉含量为5%时得到最佳试样:电导率43S/m,玻璃化温度69℃,维卡软化温度150℃,接触角为89°。     

氟橡胶复合材料作为钒电池集流板的研究

为获得耐氧化、抗腐蚀的易成型集流板,选用氟橡胶(FPM)为基础材料,掺杂炭黑(CB)、石墨(GP)和碳纤维(CF)混炼制备高导电复合材料。用扫描电子显微镜、四探针法和循环充放电法考察了复合材料的结构、导电性及电化学性能。研究结果表明:三种导电填料复配使用能制得体积电阻率0.152 Ω·cm、一次成型的集流板。组装的单电池电压效率超过72%,库容效率约92%,总能量效率超过66%,且稳定性良好。     

导电剂对锂离子电池正极性能的影响

将科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)、导电石墨KS-6等3种导电剂分别与导电炭黑SP混合,组成锂离子电池用双组分导电剂。以KB+SP、CNT+SP和KS-6+SP为导电剂的电池以1.0 C在3.0~4.2 V循环400次,容量保持率分别为94.15%、93.07%和92.30%;以KB+SP作为导电剂的电池,内阻最低(28.2 mΩ),化成容量最高(1 756.8 m Ah),-40℃低温下以0.5 C放电到2.5 V时,输出容量为1.31 Ah,达到常温容量的80%以上;以5.0 C高倍率放电(3.0~4.2 V)时,电压平台最高(3.32 V),输出容量最大(1 458.3 m Ah)。     

复合材料双极板质子交换膜燃料电池

测定了两种树脂对导电骨料的润湿性,研究了树脂及其含量对复合材料双极板性能的影响。采用对导电骨料浸润性好的树脂作粘合剂,通过模压一次成型技术制备出复合材料双极板的电导率大于300S/cm,抗折强度大于30MPa,空气透气率为10!7cm2/s。并进行了电堆组装及电性能和稳定性测试。结果表明,在较小的电流密度(<1.0A/cm2)条件下,复合材料双极板的电性能和石墨材料双极板相当,在较大的电流密度(>1.0A/cm2)条件下,其电性能要稍优于石墨材料双极板;电池经350h放电试验并重复启动电池100次以上,双极板性能稳定。     

无隔膜静态锌溴电池电极双极板的制备研究

用开发出的新型电极双极板设计制备了无隔膜静态锌溴电池堆并评估其在锌溴电池中的应用。它由三部分组成:表面制备有碳化钛的钛板(双极板),导电粘合层和石墨毡(电极)。双极板与电极通过导电粘合层热粘合在一起连接到组件。通过体积电阻率等电池堆各项性能的评价,证明了这种新型电极双极板在无隔膜静态锌溴电池中的适用性,通过电池测试系统对电堆进行充放电测试,其库仑效率可达83%且循环性能良好,进一步证明了该组件在锌溴电池中的应用前景。     

质子交换膜燃料电池模压石墨双极板研究

双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要部件之一,对于PEMFC的性能和成本都有很大的影响,是其商业化必须解决的问题之一。选用高分子双酚A型环氧树脂及线型酚醛树脂和导电材料膨胀石墨制作复合材料,将复合材料采用模压制作双极板。通过对极板的电阻、强度、致密性等指标的考查,提出了树脂含量、板密度的优选条件,并对所制作的双极板组装成的电池进行了测试,结果表明:电池性能及稳定性方面都能满足要求。     

乙烯基酯树脂/膨胀石墨燃料电池复合双极板

采用真空浸渍结合模压的方法,选取乙烯基酯树脂(VE)和膨胀石墨(EG)板材为原料制备复合双极板。考察了微观结构以及成型压力对双极板材料的导电性能、密封性能、机械性能以及表面亲/憎水性的影响。结果表明:随着成型压力的增加,双极板的电阻下降;双极板的气体密封性优异,其渗透率低于2×10-6cm~3/(S·cm~2),相对于原始EG板材降低了3个数量级;复合双极板有很高的表面能,与水的接触角均大于90°,这有利于电池内部液态水的排出。此外还研究了双极板在模拟燃料电池环境下的腐蚀行为,并利用性能最优的复合双极板组装成单电池,进行性能测试,当电流密度达到1500 mA/cm~2时,其功率密度可达到最大值670 mW/cm~2。并且经200h运行后,电池性能仍然稳定。因此,乙烯基酯树脂/膨胀石墨复合材料是一种有前景的双极板材料。     

Parameters estimation of the d.c. electrothermal model of the bipolar transistor

This paper concerns the problems of the parameter values estimation of d.c. electrothermal model of the BJT formulated for circuit analysis with SPICE. In this case, PARTS software available in SPICE cannot be used. In the paper, a new estimation algorithm for d.c. electrothermal model of the BJT is proposed. The form of the electrothermal BJT model is also presented. The estimation algorithm implemented into the computer‐controlled measurement set allows one to derive the values of the parameters automatically after the measurements of the selected isothermal characteristics and proper calculations. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

PEMFC复合材料双极板透气性能的研究

以热塑性树脂为粘结剂、石墨为导电填料,采用模压一次成型,制备复合材料双极板。考察了树脂含量和成型工艺参数对双极板透气性能的影响。树脂含量与成型压力对双极板透气性能的影响比成型温度与保温时间的影响要大。在树脂含量为10%~16%,成型压力为5~25 MPa,成型温度为140~170℃,保温时间为10~40 min时,双极板的透气率可达10-12cm/s.Pa的数量级。     

门极电压控制IGBT并联时静态均流可行性研究

IGBT并联时需要解决静态均流问题.通过对IGBT输出特性曲线的分析和对IGBT单管及模块的并联实验,阐明了通过控制门极电压来调节IGBT并联时静态均流的机制,进而分析了该机制的可行性.     

温度对3种IGBT结构通态特性的影响

从温度对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)通态特性影响出发,建立了3种1200 V穿通型-IGBT(PT-IGBT),非穿通型-IGBT(NPT-IGBT)和场阻止-IGBT(FS-IGBT)结构模型,分析了通态模型中通态电流和压降的组成成分,仿真了3种IGBT结构的通态温度特性,分析了温度对3种IGBT结构通态特性的影响,得出了PT-IGBT的通态压降具有负温度系数,NPT-IGBT和FS-IGBT的通态压降在不同电流下的两种温度系数及温度对FS-IGBT的通态压降影响最小等结论。     

热塑性树脂基碳素复合材料双极板的研究

以热塑性树脂作为石墨的粘结剂,采用模压一次成型制备复合材料双极板。考察了成型温度、成型压力、树脂含量及不同导电骨料种类配比对双极板性能的影响。实验表明(:1)在较低的成型温度和成型压力下采用溶剂溶解法制备的双极板性能要优于直接混合法(;2)较好的制备工艺:树脂质量分数为10%～16%,天然与人造石墨比例接近1∶1,成型温度为130～160℃,成型压力为8～12MPa。     

IGBT器件的发展现状以及在智能电网中的应用

以绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)为代表的可关断半导体功率器件的成熟应用,推动了电力电子技术的又一次革新。首先介绍IGBT在智能电网中应用的重要性,对20多年来IGBT器件在芯片和封装等技术在国内外的发展水平进行回顾。重点分析IGBT的选型特点和在电网中的典型应用,最后分析在这些应用中使用IGBT器件所带来的深远影响。     

基于IGBT栅极疲劳机理的阈值电压可靠性模型研究

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅极疲劳机理,提出采用阈值电压对IGBT健康状态进行监控的可靠性评估方法。该方法通过研究阈值电压随疲劳程度的变化规律。建立了IGBT阈值电压可靠性评估模型。仿真和实验验证了该模型的正确性与准确性。通过该模型可以对IGBT的健康状况进行准确评估。     

龙泉换流站双极中性线差动保护分析

龙泉换流站双极中性线差动保护,能够检测并清除接地极和极中性母线之间的接地故障.文章分析了龙泉站双极中性线差动保护的配置和算法,比较了龙泉换流站和葛洲坝换流站相似保护的优劣,提出了提高直流输电系统运行可靠性的建议.     

2.5kA/1.2kV两单元IGBT模块

介绍一种工业用2.5 kA/1.2 kV两单元IGBT模块.在该大电流器件中,P端到N端的内部连线电感非常小.半导体硅片的巧妙布局有效地提高了模块的散热能力,采用铝底板直接连接绝缘基板来提高热循环能力.对于这种底板面积较大的器件,为了获得更好的底板和散热片之间的热接触.底板被分成几段.2.5 kA/1.2 kV两单元IGBT模块的封装同样适用于1.8 kA/1.7 V两单元IGBT模块.     

基于同步采样方法的电导率测量系统设计

提出了基于同步采样方法的电导率测量系统的设计方案.系统采用双极性方波作为测量电导率的激励信号,并且实现了其幅度和频率均可调.数据采样采用同步采样方法,将待测电压和电流的峰峰值幅度转化为直流量,不仅提升了测量精度,同时简化了单片机内ADC对信号的处理.实验数据既可以通过液晶屏显示,也可在LabVIEW搭建的平台中显示和存储.利用本系统进行电导率测量实验,实验表明,当激励信号振幅较大时,测量误差超过可控范围,而较小的振幅有助于提升系统测量的准确性.