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锂离子电池隔膜-负极界面反应与电池安全

锂离子电池隔膜-负极界面反应与电池安全

作者：吴宗霖北京化工大学

学位级别：硕士

随着电动汽车的普及,对高容量、快充放、高安全性的动力电池需求正逐渐增长。锂离子电池内部的电解质会在负极表面反应,形成固体电解质界面（Solid electrolyte interface,SEI）。不稳定的SEI层会在电池充放电过程中发生破裂,这不仅会... 详细信息

随着电动汽车的普及,对高容量、快充放、高安全性的动力电池需求正逐渐增长。锂离子电池内部的电解质会在负极表面反应,形成固体电解质界面（Solid electrolyte interface,SEI）。不稳定的SEI层会在电池充放电过程中发生破裂,这不仅会缩短电池的循环寿命,还对电池安全性造成了重大威胁。作为电池中的重要组成部分,隔膜在应对这些挑战中发挥着不可或缺的作用。本研究主要关注9μm聚乙烯（Polyethylene,PE）隔膜及基于9μm PE隔膜进行PAA和PVDF-HFP表面涂覆改性后的隔膜,旨在探讨隔膜在1C、3C、5C的放电条件下对电池电化学性能和热安全性的影响,以及隔膜在稳定负极-隔膜界面方面的潜力。本论文的主要工作和结果如下:（1）对三种隔膜样品进行润湿性、锂离子迁移数、离子电导率和锂离子扩散系数的测试,其结果为分析不同隔膜性能及后续模型建立提供了基础数据。（2）构建电化学-热全耦合三维软包电池模型。该模型与实验结果吻合良好,通过模型探索三种隔膜材料对软包电池在不同倍率放电条件下的性能及其热安全性的影响。结果表明,经过PAA涂覆后,隔膜-负极界面产热率降低是降低电池温度的最主要原因,并且随着外部冷却条件的改善和放电倍率的增加,其对电池温度的正面影响更加明显。（3）采用三种隔膜,组装商用软包电池进行倍率性能测试和长周期循环性能测试,并对长周期循环后的软包电池进行拆解,对隔膜-负极界面进行了XPS和SEM等表征实验。研究表明,使用PAA涂覆隔膜的软包电池在经过700次5C倍率循环后仍保持65.9%的容量,而PE隔膜电池仅为50%,其循环性能相比PE隔膜有明显提升;而使用PVDF-HFP涂覆隔膜的软包电池在1C倍率下充放电时,经过300次循环后仍保留92.1%的容量,而PE隔膜在120次左右即发生失效,但随着倍率增高,内部极化现象加剧,其在5C倍率下经过700次循环后仅剩余40.27%的容量。（4）结合密度泛函理论（DFT）计算和从头算分子动力学（AIMD）模拟,探讨在多种充放电倍率下,隔膜材料对于电池负极-隔膜界面反应的影响机制。研究发现,PAA能够在负极表明形成“保护层”,改变隔膜-负极界面反应路径,减少了Li PF6的分解。此外,PAA也能够稳定SEI层中的无机成分,例如减少Li2CO3与Li PF6的热分解反应。而PVDF-HFP虽然能够作为额外的氟源形成高含氟量的SEI层,起到稳定隔膜-负极界面的作用,但其在界面上的反应受倍率因素影响较大,在高倍率时其与电解质之间的“排斥”加剧了溶剂分子和盐的分解。综上,通过对PE隔膜进行PAA涂覆,可以显著提升隔膜的电化学性能,进一步降低电池在高倍率放电时的产热量,从而提高电池的热安全性。此外,涂覆隔膜对于隔膜-负极界面具有显著影响,这种作用在不同倍率下表现出不同的特性。1C和5C倍率下,PAA和PVDF-HFP涂覆隔膜所形成的SEI层的差异,直接影响了软包电池的循环性能。通过XPS表征、DFT计算和AIMD模拟对PE隔膜、PAA涂覆膜和PVDF-HFP涂覆膜的SEI层的组成进行了验证。

关键词：锂离子电池涂覆隔膜电化学-热耦合模拟界面反应电池温度

PBL教学模式融合虚拟实验平台在中学生物教学中的实践与应用 ——以NOBOOK虚拟实验平台为例

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作者：花宗霖青海师范大学

学位级别：硕士

基于机会约束的售电公司共享储能经济运行优化

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 44-50页

作者：胡银龙叶梓松解振霖龚增浩孙永辉河海大学人工智能与自动化学院江苏常州213200 河海大学能源与电气学院江苏南京211100

针对自有共享储能的售电公司的经济运行优化问题,从产消者共享售电公司所投资共享储能的角度,研究了一种售电公司的新型商业模式。考虑源侧与荷侧的不确定性因素,建立了售电公司共享储能服务运营策略的主从博弈模型,其上层负责求解售电... 详细信息

针对自有共享储能的售电公司的经济运行优化问题,从产消者共享售电公司所投资共享储能的角度,研究了一种售电公司的新型商业模式。考虑源侧与荷侧的不确定性因素,建立了售电公司共享储能服务运营策略的主从博弈模型,其上层负责求解售电公司最优共享储能服务定价和购售电策略问题,下层负责求解产消者最优运行策略问题,并基于机会约束模型描述源、荷不确定性。根据下层的KKT条件将下层模型转化为上层模型的约束条件,并利用大M法对非线性约束进行线性化。基于3个典型场景算例验证所提新型交互模式的可行性,分析售电公司共享储能服务定价方法和不确定性因素对收益的影响。

关键词：共享储能电力市场机会约束 KKT条件主从博弈经济运行

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搅拌工艺对高掺量丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥性能的影响

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材料导报 2024年第9期38卷 261-267页

作者：元强钟福文姚灏左胜浩谢宗霖姜孟杰中南大学土木工程学院长沙410075 南京溧水华侨城实业有限公司南京210046

研究了搅拌速度与搅拌时间对高掺量丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥砂浆的匀质性、含气量、流变性能、早期强度等宏观性能的影响,采用TGA、BET等微观手段研究了硬化砂浆的水化程度和孔隙特征。结果表明:延长搅拌时间、提高搅拌速率均可改善砂... 详细信息

研究了搅拌速度与搅拌时间对高掺量丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥砂浆的匀质性、含气量、流变性能、早期强度等宏观性能的影响,采用TGA、BET等微观手段研究了硬化砂浆的水化程度和孔隙特征。结果表明:延长搅拌时间、提高搅拌速率均可改善砂浆的匀质性和力学强度。但以176 r/min搅拌时,延长搅拌时间会提高新拌砂浆含气量,增大硬化砂浆“凝胶孔”含量,抑制水泥前1 h的水化。以108 r/min搅拌时,延长搅拌时间则促进水泥前1 h的水化。延长搅拌时间和提升搅拌速率阻碍砂浆絮凝,破坏水泥颗粒桥接,显著降低结构构筑速率。延长搅拌时间,砂浆屈服应力和塑性黏度降低。优化搅拌工艺,有助于为充填层修补砂浆的搅拌规范制定提供重要参数。

关键词：硫铝酸盐水泥搅拌工艺丁苯乳液流变性能孔隙率

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STAR-RIS辅助的CR-SWIPT系统安全波束成形算法

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电子学报 2024年

作者：李国权胡航王玥涛谢宗霖林金朝重庆邮电大学通信与信息工程学院光电信息感测与微系统重庆市重点实验室

为解决认知无线电（Cognitive Radio, CR）系统动态开放性带来的信息传输安全问题，本文提出了一种同时透射和反射的可重构智能表面（Simultaneously Transmitting And Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS）辅助CR系统安全波束成形算法.在考虑认知基站（Cognitive Base Station, CBS）发射功率、次用户（Secondary User, SU）能量收集等约束下，联合优化SU功率分配（Power Splitting, PS）系数等耦合变量，以最大化SU最差保密率.通过连续凸逼近（Successive Convex Approximation, SCA）算法将其转化为凸问题，利用半定松弛（Semi-Definite Relaxation, SDR）等算法求解耦合变量.仿真结果表明，所提出的联合优化算法相较于其他方案具有更高的SU保密率，且引入人工噪声（Artificial Noise, AN）可以进一步提升系统的安全性.

关键词：同时透射和反射的可重构智能表面认知无线电无线携能通信物理层安全保密率

NH_(3)/N_(2)复合热退火技术改善高浓度Mg掺杂GaN材料性能

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发光学报 2024年第8期45卷 1325-1333页

作者：蒋宗霖闫丹张宁魏同波王军喜魏学成中国科学院半导体研究所宽禁带半导体研发中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

研究了NH_(3)/N_(2)复合热退火技术对高浓度Mg掺杂GaN材料晶体质量、发光性质及导电性能的影响。实验结果表明,相较于传统N_(2)氛围高温热退火后处理工艺而言,NH_(3)氛围高温热退火后处理工艺可以改善高浓度Mg掺杂GaN材料的晶体质量,同... 详细信息

研究了NH_(3)/N_(2)复合热退火技术对高浓度Mg掺杂GaN材料晶体质量、发光性质及导电性能的影响。实验结果表明,相较于传统N_(2)氛围高温热退火后处理工艺而言,NH_(3)氛围高温热退火后处理工艺可以改善高浓度Mg掺杂GaN材料的晶体质量,同时可以增进Mg受主原子的有效掺杂,使得其光致发光谱中蓝光峰强度增强。采用NH_(3)氛围高温热退火结合N_(2)氛围低温热退火后处理工艺复合技术制备得到的高浓度Mg掺杂GaN材料内部背景电子浓度显著降低。这是由于在NH_(3)氛围高温热退火后处理工艺中,NH_(3)的热分解产物能够有效降低材料内N空位和间隙Ga原子等浅施主型缺陷浓度,最终改善高浓度Mg掺杂GaN材料的导电性能。

关键词：氮化镓 Mg掺杂热退火工艺氨气

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西藏中拉萨地块门巴二长花岗岩年代学、岩石地球化学特征及地质意义

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岩石矿物学杂志 2024年

作者：解鸿儒郎兴海邓煜霖何青李宸王兆帅吴伟哲王涌滔成都理工大学地球与行星科学科学学院

在西藏中拉萨地块中-西部发育着一系列早白垩世A型花岗岩，但目前在东段尚未发现相关的A型花岗岩，制约了对中拉萨地块深部动力学的认识。本文基于详实的野外地质调查，对门巴地区的二长花岗岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同... 详细信息

在西藏中拉萨地块中-西部发育着一系列早白垩世A型花岗岩，但目前在东段尚未发现相关的A型花岗岩，制约了对中拉萨地块深部动力学的认识。本文基于详实的野外地质调查，对门巴地区的二长花岗岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素地球化学和全岩地球化学研究。通过LA-ICP-MS定年测得的该二长花岗岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄为120.9±0.8 Ma，表明门巴二长花岗岩形成于早白垩世。门巴二长花岗岩具有较高含量的SiO2（69.69%～75.81%，平均73.84%），较高的总碱(Na2O+K2O)含量（8.22%～9.34%，平均8.92%），中等含量的Al2O3（12.77%～15.60%，平均13.74%），较低含量的MgO（0.01%～0.12%，平均0.05%），A/CNK的值为1.08～1.22，A/NK的值为1.12～1.27，表明门巴二长花岗岩为过铝质的高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石。门巴二长花岗岩相对富集Zr、Hf、Ce、Y等微量元素，相对亏损Ba、Ti、Sr、P等微量元素，强烈的负Eu异常（δEu=0.04～0.11，平均0.07），具有较高的10000Ga/Al值（1.99～4.17，平均3.06）、FeOT/MgO值（18.45～69.96，平均47.05）、Y/Nb值（1.07～2.42，平均1.77）、Rb/Nb值（6.70～12.16，平均9.83）以及向右缓倾的“V”型稀土元素配分曲线，表明门巴二长花岗岩为形成于后碰撞伸展环境中的A2型花岗岩。另外，由负到正的εHf（t）值（-2.7～+2.6）、相对古老的锆石Hf地壳模式年龄(TDM2=1 352.8～1 016.8 Ma)以及与地壳接近的Nb/Ta值，指示门巴二长花岗岩起源于古老下地壳并混有少量地幔物质。结合前人研究成果，本文认为门巴二长花岗岩形成于早白垩世拉萨地块和羌塘地块的碰撞造山背景，其成因为俯冲板片发生断离导致软流圈物质上涌并诱发了地壳部分熔融，起源于地壳部分熔融并有少量地幔物质加入的岩浆经历了以钾长石为主的分离结晶作用。

关键词：西藏中拉萨地块门巴地区 A型花岗岩后碰撞

甘肃冬小麦品种(系)面粉品质性状相关基因分析

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麦类作物学报 2024年第1期44卷 36-45页

作者：杜晓霖何瑞展宗冰刘风白斌甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院小麦研究所甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院甘肃兰州730070

为了解甘肃省近20年育成的106份冬小麦品种(系)中加工品质性状相关基因分布情况,用22个分子标记对供试材料的HMW-GS、LMW-GS、面粉色泽及籽粒硬度等品质性状相关基因进行了分析。结果发现,供试品种(系)的HMW-GS相关基因中,在Glu-A1位点... 详细信息

为了解甘肃省近20年育成的106份冬小麦品种(系)中加工品质性状相关基因分布情况,用22个分子标记对供试材料的HMW-GS、LMW-GS、面粉色泽及籽粒硬度等品质性状相关基因进行了分析。结果发现,供试品种(系)的HMW-GS相关基因中,在Glu-A1位点检测到34份品种(系)含有AxNull,频率为32.08%;在Glu-B1位点检测到Bx7+By8和Bx14+By15共2种基因组合,分别占17.92%和25.47%;在Glu-D1位点检测到11份品种(系)含有Dx5+Dy10,占10.38%。对LMW-GS鉴定结果显示,29份品种(系)含Glu-A3d基因,分布频率为27.36%。HMW-GS和LMW-GS亚基组合中,含有4个、3个和2个位点优质亚基基因组合的品种(系)分别占0.94%、8.49%和3.77%。对面粉色泽相关基因Ppo-A1、Ppo-D1、Psy-A1、Lox-B1和TaPod-A1位点的检测发现,优异等位变异占比分别为39.62%、50.94%、31.13%、30.19%和38.68%。对籽粒硬度相关基因检测发现,在Pina、Pinb和Pinb-2等位变异位点的检测到6种基因型,分别为Pina-D1a、Pina-D1b、Pinb-D1a、Pinb-D1b、Pinb-2v2和Pinb-2v3,分别占比90.57%、9.43%、41.51%、58.49%、14.15%和85.85%。综上所述,甘肃省近20年育成的小麦品种(系)中,麦谷蛋白亚基、籽粒硬度和面粉色泽相关基因组成丰富,但品质性状相关优质基因出现频率低且聚合多位点优势基因品种(系)少,品质改良工作亟需进一步加强。

关键词：冬小麦麦谷蛋白亚基面粉色泽籽粒硬度基因分子标记

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国有企业基于战略落地的绩效管理体系构建分析

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中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学

中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学 2024年第2期 0135-0138页

作者：韩宗霖中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116000

基于战略落地的绩效管理体系是通过实施“战略地图-平衡计分卡-行动计划表”的绩效管理过程,采用战略地图的清晰描述实现战略与运营的协调联动;运用平衡计分卡工具设置核心绩效管理指标、建立科学绩效管理模式、实现绩效管理动态调整、... 详细信息

基于战略落地的绩效管理体系是通过实施“战略地图-平衡计分卡-行动计划表”的绩效管理过程,采用战略地图的清晰描述实现战略与运营的协调联动;运用平衡计分卡工具设置核心绩效管理指标、建立科学绩效管理模式、实现绩效管理动态调整、联结个人绩效与战略价值创造;利用行动计划表推动资源合理分配,提升经营效率;最后通过结构化的战略运营分析机制实现对战略执行的反馈循环,完成从战略描述分解到落地评估的PDCA循环。

关键词：国有企业战略落地绩效管理体系构建