钠离子电池健康状态预测

钠离子电池健康状态(SOH)预测对于电池优化管理有重要意义,但由于钠离子电池老化机理复杂,影响因素众多,精准SOH预测挑战巨大.为此,本研究从健康状态时序测量数据出发,提出了基于双指数模型的粒子滤波法(DEM-PF)和基于小波分析的高斯过程回归法(WA-GPR),以实现钠离子电池单步SOH和剩余可用寿命(RUL)预测.前者直接采用双指数函数构建时序SOH数据模型,并结合PF算法进行模型参数更新;后者采用小波分析实现时序SOH数据多尺度解耦,采用GPR构建各尺度数据模型并进行融合后实施预测.实验结果表明,相比DEM-PF方法,WA-GPR方法的单步SOH和RUL预测效果更好,单步SOH预测均方根误差为0.8％,RUL预测误差最小为3次循环,从而为钠离子电池管理提供有效支撑.     

脱氢芳樟醇合成柠檬醛

柠檬醛是合成紫罗兰酮类香料以及合成维生素A，E等医药化工产品的重要中间体，在选择聚钒有机硅氧烷为主催化剂，并在一定的助催化剂作用下，以石蜡油为有机溶剂，在氮气保护下，对脱氢芳樟醇合成柠檬醛的反应工艺条件进行了探讨。反应结束后反应液经过真空蒸馏后得到产物，并通过GC－MS进行定性和定量分析。结果表明，适宜的催化剂原料配比为二苯基二氯硅烷：正钒酸钠为3：1；适宜的经剂焙烧温度为100℃，反应温度为170℃，反应时间为4小时。通过实验我们初步得到了使产品的产率为80％，纯度为90％的工艺条件。并对该催化剂的催化反应机理作了简单解释。     

微波共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用微波共沉淀法合成了制备LiNi0.8Co0.2O2的前驱体球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2，将其与LiOH·H2O混合，在氧气氛围下，用不同的烧结温度分别烧结10小时获得LiNi0.8Co0.2O2正极材料。用XRD、SEM对所制备的正极材料进行结构和形貌分析，用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明，烧结温度对材料结构和电化学性能影响较大，所合成材料均具有α-NaFeO2的层状结构，烧结温度越高材料结晶越完善。900℃烧结的LiNi0.8Co0.2O2材料初级颗粒结晶最完善而且其二次团聚粒子的平均粒径最小，其表现出的电化学性能也最好，首次放电容量为189.1mA·h·g-1，首次循环放电效率达到92.5%。30循环后放电容量保持在148 mA·h·g-1，显示出较好的循环稳定性。     

质子交换膜燃料电池中碳纳米管负载的氧电极材料制备与表征

本文介绍了碳纳米管(CNTs)在质子交换膜燃料电池催化剂中的应用,对Pt/CNTs及Pt/C催化剂的比表面积、孔径、孔分布及金属表面分散情况进行了比较.实验发现,具备典型中孔结构的CNTs使得铂金属在其表面分散更加均匀.在催化剂制备工艺的研究中发现,合适的硝酸(40%)处理会使催化剂载体具备更加适宜的孔结构.通过本文的讨论,可以认为Pt/CNTs是一种可以应用在质子交换膜燃料电池上很有前景的电催化剂.     

ZrO2包覆对层状氧化物正极材料储钠性能的改善

层状氧化物正极材料具有良好的结构稳定性和较高的充放电比容量,是一类理想的钠离子电池正极材料。本工作研究了层状氧化物正极材料NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2表面修饰对其电化学性能的影响,采用固相球磨法在正极材料表面包覆一层纳米ZrO2,采用形貌、结构、电化学方法等研究了包覆后性能改进机理。研究结果表明,ZrO2在NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2表面形成一层惰性保护层,有效隔开了电解液与正极材料的接触,缓解了电解液的分解速度,抑制了金属离子的溶出速度,从而显著改善了电池的循环性能以及高温性能。在ZrO2包覆修饰后,55℃下正极材料相比于未包覆的正极材料有明显提升,100次循环后容量保持率达到83.6%,高于未包覆的75.2%。此外,包覆后的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正极材料在空气环境存储后,稳定性得到明显提高。     

固体氧化物燃料电池电极材料研究 Ⅱ.甲烷氧化转化阳极材料的制备与表征

制备了适合固体氧化物燃料电池中甲烷氧化转化的阳极材料Ni/La(Sr)MnO_3.利用差热分析和热重分析研究了该阳极材料的合成条件.应用电子探针、X射线衍射和扫描电镜分别对材料的组成和结构进行表征.对Ni/La(Sr)MnO_3的电导性能进行了研究,并与Ni/YSZ的电导性能进行比较,分析了影响阳板材料电导性能的主要因素.     

燃料电池在电动汽车中的应用前景

以石油燃料为动力的汽车,其尾气是空气污染的主要来源,以充电电池为动力的电动汽车是解决汽车尾气污染的途径之一.目前,由于充电电池贮能量比内燃机低而使电动汽车数量仍然很少.燃料电池是未来最有希望替代内燃机的汽车动力,它的运行效率高,能够使用甲醇、乙醇、天然气或氢气等非石油基燃料,还可以显著改善排气质量,减少大气污染.可用于电动汽车的燃料电池类型有磷酸型燃料电池、离子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池.本文对上述燃料电池的原理和性能作了详细介绍,对世界各国的研究开发活动作了介绍.     

聚合物电解质燃料电池阴极非贵金属电催化剂

为了开发替代聚合物电解质燃料电池 (PEFC)中用于阴极氧还原的贵金属催化剂 ,同时为了提高液体进料直接甲醇燃料电池 (LFDMFC)中阴极催化剂抗甲醇中毒性能 ,基于非贵金属的氧还原催化剂的研究开发工作大量展开 ,介绍了两类用于PEFC中阴极氧还原的非贵金属催化剂———N4 金属大环化合物催化剂和Chevrel相催化剂 ,包括催化剂制备方法、催化活性以及催化机理分析等。对LFDMFC抗甲醇中毒的阴极催化剂进行了分析 ,并指出两类非贵金属催化剂都具有良好的抗甲醇中毒性能     

基于电化学阻抗特征选择和高斯过程回归的锂离子电池健康状态估计方法北大核心CSCD

电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)蕴含丰富的电池健康状态(state of health,SOH)信息,但不同频率的电化学阻抗数据间并不相互独立,直接利用全频段EIS数据构建SOH估计模型,往往存在精度低、计算复杂度高等问题。鉴于此,本文提出了一种基于特征选择和高斯过程回归的SOH估计方法,可通过序贯前向搜索策略,结合交叉验证均方根误差指标,逐步搜索阻抗特征子集。基于此,采用基于水平图的多目标可视化决策方法,以均衡模型复杂度与精度为目标,综合考虑特征个数与交叉验证均方根误差,实施阻抗特征子集优选。所提方法已成功地应用于公开发表数据集。相比全频段EIS建模方法,本文作者所提方法可显著提升SOH估计精度,大幅降低EIS测试时间,为电化学阻抗技术应用于SOH在线估计提供理论和技术支撑。     

LiFePO_4正极材料制备过程研究进展

基于磷酸铁锂正极材料的动力锂离子电池是近年来最受关注的电动汽车动力电源之一。由于原料路线差异,磷酸铁锂正极材料制备工艺有多种。本文回顾了上海交通大学在磷酸铁锂正极材料制备过程设计与研究中所取得的进展。在国家重点基础研究发展计划(国家973计划)支持下,重点研究了磷酸铁锂正极材料制备过程及其充放电倍率特性,还提出了如何改善磷酸铁锂正极材料在不同环境温度下性能的解决途径。最后,介绍了LiFePO4/C正极材料制备过程中涉及的还原过程、碳源选择和制备过程装备等过程工程特性问题。