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软包锂离子电池用铝塑膜成形性能研究

汽车工程 2024年第7期46卷 1157-1166,1238页

作者：邓道林宁德新能源科技有限公司研究院宁德352000

为保证软包锂离子电池用铝塑膜封装的可靠性,须严格控制成形后的铝层厚度,而其获得依赖大量的实物试验,导致前期设计优化和后期生产过程质量监控均须耗费高额成本。本文采用实物试验和仿真模拟相结合的方法,构建能精准表征铝塑膜力学性... 详细信息

为保证软包锂离子电池用铝塑膜封装的可靠性,须严格控制成形后的铝层厚度,而其获得依赖大量的实物试验,导致前期设计优化和后期生产过程质量监控均须耗费高额成本。本文采用实物试验和仿真模拟相结合的方法,构建能精准表征铝塑膜力学性能的本构方程,并提出基于整体铝塑膜厚度对铝层厚度的预测方法,实现成形后铝塑膜和铝层厚度的精准预测。同时,基于仿真DOE,筛选关键影响因子,构建响应曲面模型,实现不同产品的快速预测及最佳参数匹配设计,也为生产实时质量监控提供解决方案。研究结果表明,多层复合铝塑膜在塑性阶段表现出了明显的各向异性,3参数Barlat-Lian本构模型,可较好表征铝塑膜的各向异性性能,明显优于单一方向弹塑性模型,可实现铝塑膜成形性能的精准预测。所构建的响应曲面模型可替代精细化有限元模型,实现对铝塑膜和铝层厚度精准预测和参数优化,误差小于5%,工艺参数优化后冲压成形铝层厚度可提升10%~20%。集成开发的应用APP可满足冲压工艺参数的快速设计评估、优化及成形质量实时监控等应用需求。

关键词：锂电池铝塑膜冲压成形各向异性响应曲面预测及优化

关键因素对储能浸没式锂电池包温度特性影响的研究

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储能科学与技术 2024年

作者：李岳峰丁纬达韦银涛孙勇饶庆项峰姚颖聪运达能源科技集团股份有限公司运达智储科技(河北)有限公司

随着储能电池热管理技术的不断迭代和创新，直接浸没式液冷技术展现了极大的应用潜力。相比间接冷板液冷技术，直接浸没式液冷技术在电池换热和均温上取得了极大的突破。在目前，虽然关于电池浸没式冷却的研究层出不穷，但仍缺乏关键影... 详细信息

随着储能电池热管理技术的不断迭代和创新，直接浸没式液冷技术展现了极大的应用潜力。相比间接冷板液冷技术，直接浸没式液冷技术在电池换热和均温上取得了极大的突破。在目前，虽然关于电池浸没式冷却的研究层出不穷，但仍缺乏关键影响因素对于浸没式电池包温度特性研究的系统归纳和全面研究。因此，本工作以自研新型浸没式电池包系统为基础，通过数值仿真分别探究了冷却液类型、电芯发热量和流道结构对于浸没式系统温度特性的影响。研究发现：氟化液作为浸没冷却液具有最佳的温度性能表现，其次是硅油和矿物质油。决定冷却液性能的关键参数在于流体运动粘度；相比冷板式，浸没式在低中高充放倍率下均展现了更优异的冷却性能，且在中高电芯发热量时浸没式对于电池温度性能的提升更为明显。1C条件下，浸没式电池包最高温度、最大温差和顶底最大温差分别降低了27.26℃、1.76℃和32.03℃；流道结构显著提高了电池包的温度性能；相比无流道，带流道结构的电池包最高温度、最大温差和顶底最大温差分别降低了3.34℃、2.65℃和1.54℃。主要是因为流道结构通过改变电池包内流线的空间分布从而改善了冷却液分布的均匀性。本研究为今后浸没式电池包的热设计及电芯和冷却液的选型提供了参考和热流场规律总结。

关键词：储能电池浸没式冷却冷却液发热量流道

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超聚能射流成型特性数值模拟研究

兵器装备工程学报 2024年第7期45卷 253-258页

作者：王喜田斌王峰李必红杨佳乐物华能源科技有限公司西安710061

为研究超聚能射流成型规律,利用LS-DYNA软件对不同药型罩结构下射流成型过程进行了数值模拟,对比分析了超聚能射流与聚能射流成型速度、延展性能以及药型罩微元动能分布规律。结果表明,聚能射流和超聚能射流均是由药型罩内表面不断向中... 详细信息

为研究超聚能射流成型规律,利用LS-DYNA软件对不同药型罩结构下射流成型过程进行了数值模拟,对比分析了超聚能射流与聚能射流成型速度、延展性能以及药型罩微元动能分布规律。结果表明,聚能射流和超聚能射流均是由药型罩内表面不断向中间挤压形成,超聚能药型罩形成的射流具有更好的延伸性和射流头部速度,但是超聚能射流初步成型后射流头部速度明显降低约5.8%;相比于锥形聚能药型罩,改进后的超聚能药型罩射流成型后延伸性能提高约60.6%,射流头部速度提高约29.2%;超聚能药型罩射流成型过程中,辅助药型罩动能最小,主药型罩内表面中下部分形成的射流动能最大。

关键词：聚能射流超聚能射流药型罩数值模拟 LS-DYNA

CVD合成三维石墨烯-铜复合材料及其超高导电性

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材料导报 2024年第S1期38卷 364-370页

作者：杨军马瑜付金良上海新池能源科技有限公司上海201815

石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材... 详细信息

石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材,测量了其在室温和高温下的电导率,获得了导电率(101.0%IACS)高于国际退火铜(100%IACS)的铜-石墨烯复合材料,且石墨烯-铜复合导线的高温载流量比纯铜线高5.45%。本研究为获得超高导电性铜基复合材料提供了新的思路。

关键词：石墨烯-铜复合材料电导率三维微孔结构载荷强度

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飞机撞击安全壳燃油泄漏燃烧数值模拟研究

安全与环境学报 2024年第2期24卷 530-537页

作者：王友刚孙运轮张君鸿中核能源科技有限公司北京100193

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发... 详细信息

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发展过程以扩散蔓延为主,高温区域主要分布在安全壳侧壁面和底面。随着时间推移,液面蒸发速度加快,火焰高度呈现纵向发展的态势,最后在顶部形成较为均匀的温度场。安全壳内部燃烧最高温度可以达到2229 K,外部燃烧最高温度为1308 K。此外,撞击位置越高,安全壳顶部会越早出现高温区域,而较低位置处由于液池的堆积缓慢,燃油蒸发速率低,温度上升相对较慢。区别于内部燃烧,外部燃烧火焰不会波及安全壳顶部中心位置。

关键词：安全工程飞机撞击安全壳航空煤油数值模拟

尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料表面Li_(3)PO_(4)包覆改性与电化学性能

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2032-2039页

作者：柳娜宁德时代新能源科技股份有限公司福建宁德352106

尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)材料因具备高工作电压、低成本和环境友好等优点,被认为是最具有发展前景的正极材料之一。然而,LNMO材料在充放电过程中表现出严重的表面失氧和Mn溶出反应,导致其整体电化学性能较差。采用前驱... 详细信息

尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)材料因具备高工作电压、低成本和环境友好等优点,被认为是最具有发展前景的正极材料之一。然而,LNMO材料在充放电过程中表现出严重的表面失氧和Mn溶出反应,导致其整体电化学性能较差。采用前驱体Li_(3)PO_(4)包覆技术,在LNMO材料颗粒表面构建均匀的纳米包覆层,不仅提高了LNMO的循环稳定性和倍率性能,而且有效抑制了循环过程中阴极材料过渡金属溶出。结合X射线衍射仪、扫描电子显微技术、透射电子显微镜和电化学分析等测试手段,充分对比和分析Li_(3)PO_(4)包覆LNMO材料前后对微观结构和电化学性能的影响。该方法实现了Li_(3)PO_(4)的均匀包覆,并且没有改变LNMO正极材料的晶体结构。前驱体包覆3%Li_(3)PO_(4)的LNMO材料在1 C倍率下循环300圈容量保持率从无包覆的81.82%提升至包覆后的90.47%,2 C高倍率下的放电容量保持率从87.72%提升至92.39%,且EOL电芯阳极极片中过渡金属Mn溶出量明显降低。前驱体Li_(3)PO_(4)包覆策略是一种有效的材料表面改性策略,可以有效提升尖晶石型LNMO正极材料在循环过程中的结构稳定性和电化学性能。

关键词：镍锰酸锂磷酸锂包覆电化学性能

Ni-Al合金药型罩的制备及其射孔性能研究

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火工品 2024年

作者：王浩张医奎鲁坤李尚杰物华能源科技有限公司

为了提升油气井用射孔弹的射孔性能和清洁效果，在常规药型罩配方中加入铝镍活性材料，试验研究了不同质量比的Ni-Al合金粉以及不同Ni-Al合金粉含量的药型罩的放热特性，对Ni-Al合金药型罩配方进行了优化设计；并通过地面模拟穿钢靶试... 详细信息

为了提升油气井用射孔弹的射孔性能和清洁效果，在常规药型罩配方中加入铝镍活性材料，试验研究了不同质量比的Ni-Al合金粉以及不同Ni-Al合金粉含量的药型罩的放热特性，对Ni-Al合金药型罩配方进行了优化设计；并通过地面模拟穿钢靶试验和地面模拟地层岩石应力试验，对Ni-Al合金药型罩和常规药型罩的射孔孔径、穿深和自清洁效果进行了对比。结果表明：当w Ni∶w Al=2∶1时，Ni-Al金属粉的放热量最大，达到255.5 J·g-1；当Ni-Al金属粉和其它金属粉材的配比为6∶4时，Ni-Al合金药型罩的放热量最大，达到9 806 J·g-1；相较于常规射孔弹，自清洁射孔弹的射孔孔径和穿深分别提升了23.8%和9.4%，并且达到了清洁孔道的效果。

关键词：药型罩 Ni-Al合金球磨法射孔性能自清洁性能

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直接甲醇燃料电池离网供电应用研究

电源学报 2024年第S1期 143-149页

作者：胡华冲鄂彬陈善平李阳崔红磊魏伟上海醇加能源科技有限公司中科军联(张家港)新能源科技有限公司

针对石油管道监测、司法监控等领域存在的离网供电不足问题，设计了离网供电系统，将自研的直接甲醇燃料电池DMFC（direct methanol fuel cell）与太阳能电池、蓄电池等进行集成，用于实现离网设备的不间断供电。自主研制的DMFC具有较... 详细信息

针对石油管道监测、司法监控等领域存在的离网供电不足问题，设计了离网供电系统，将自研的直接甲醇燃料电池DMFC（direct methanol fuel cell）与太阳能电池、蓄电池等进行集成，用于实现离网设备的不间断供电。自主研制的DMFC具有较高的甲醇燃料转化率；在低温-40℃、常温20℃、高温45℃的模拟环境试验中，DMFC起动正常且均能够稳定运行；高温、低温环境中电堆性能相比常温环境会有下降。在离网供电系统实际运行的3 904 h内，DMFC经历了0～40℃的环境温度波动，电堆以160 mA·cm-2的电流密度运行了1 491 h，其性能可保持为初始状态的94.7%。研究表明，DMFC具有较强的环境适应能力，有利于提高离网供电系统的可靠性。

关键词：直接甲醇燃料电池离网供电无人值守低温高温寿命

脉冲磁场熔体处理对Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC铸造凝固组织和力学性能的影响

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机械工程学报 2024年第6期60卷 279-286页

作者：鲍鑫宇麻永林程桥苏怡卉王杰邢淑清内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 晶科能源科技有限公司西宁810000

Al-Si-Mg-Cu-Ni合金广泛用于汽车发动机零部件制造,Al-Si-Mg-Cu-Ni合金凝固组织细化有助于提升零部件机械性能。在Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC(Direct-chilling)铸造过程中采用自主开发的试验装置,对DC浇铸平台前端流槽内的Al-Si-Mg-Cu-Ni合... 详细信息

Al-Si-Mg-Cu-Ni合金广泛用于汽车发动机零部件制造,Al-Si-Mg-Cu-Ni合金凝固组织细化有助于提升零部件机械性能。在Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC(Direct-chilling)铸造过程中采用自主开发的试验装置,对DC浇铸平台前端流槽内的Al-Si-Mg-Cu-Ni合金熔体进行脉冲磁场处理,细化铸锭凝固组织。通过分析磁场能量对合金熔体内团簇形成和演变过程的影响,发现磁场能量可降低合金熔体中团簇形成功,促进熔体中团簇数量增加并长大,形成大量接近临界尺寸的团簇,凝固时形成大量晶核。试验结果表明,脉冲磁场熔体处理后,Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC铸造凝固组织中α-Al和初晶Si尺寸减小,铸锭中心处α-Al和初晶Si细化率分别为41.4%和81.6%;凝固组织中耐热相尺寸减小21.6%,并且在基体中均匀分布;合金的室温硬度和抗拉强度分别提升34.3%和10.4%;铸锭内部组织和性能均匀性提升。

关键词： Al-Si-Mg-Cu-Ni合金团簇理论晶粒细化 DC铸造力学性能