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一次颗粒尺寸对正极材料电化学性能的影响

电池 2024年

作者：谭仕荣訚硕董阳阳湖南中伟新能源科技有限公司

为探究一次颗粒尺寸对高镍-镍钴锰（NCM）三元正极材料电化学性能的作用规律，通过改变共沉淀法中的pH值、氨浓度、通入气体的种类等参数，制备具有不同一次颗粒尺寸的高镍NCM三元前驱体Ni0.90Co0.08Mn0.02（OH）2，再与氢氧化锂混合烧... 详细信息

为探究一次颗粒尺寸对高镍-镍钴锰（NCM）三元正极材料电化学性能的作用规律，通过改变共沉淀法中的pH值、氨浓度、通入气体的种类等参数，制备具有不同一次颗粒尺寸的高镍NCM三元前驱体Ni0.90Co0.08Mn0.02（OH）2，再与氢氧化锂混合烧结得到具有不同一次颗粒尺寸的高镍NCM三元正极材料，研究一次颗粒尺寸对高镍NCM三元正极材料电池电化学性能的影响。以1.0 C在2.8～4.3 V循环200次后，小、中、大等3种一次颗粒尺寸的高镍NCM三元正极材料的容量保持率分别为65.41%、75.98%和78.95%。在较低pH值、14 g/L氨浓度、通入空气气体氛围等条件下合成的前驱体，大尺寸一次颗粒之间具有自支撑作用，提升了正极材料二次颗粒的机械强度，缓解了循环过程中正极材料因开裂和副反应发生导致的不可逆相变问题，具有较好的循环稳定性和安全性。

关键词：锂离子电池正极材料高镍三元前驱体一次颗粒自支撑颗粒

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基于强制涡流理论磨煤机风量测量优化

洁净煤技术 2024年第S2期 735-742页

作者：周闯刘维岐王金柱孙守明关多娇代新瑶蒲建业中电投东北能源科技有限公司沈阳工程学院能源与动力学院国家能源集团双鸭山发电有限公司

火电机组磨煤机通风量无法实现准确测量，严重影响机组的安全与经济运行，为了实现磨煤机通风量的准确测量，结合强制涡流理论，应用数值计算的方法，对磨煤机入口弯管处的速度场和压强场进行数值计算研究，分析磨煤机通风量与磨煤机入... 详细信息

火电机组磨煤机通风量无法实现准确测量，严重影响机组的安全与经济运行，为了实现磨煤机通风量的准确测量，结合强制涡流理论，应用数值计算的方法，对磨煤机入口弯管处的速度场和压强场进行数值计算研究，分析磨煤机通风量与磨煤机入口弯管处内外侧压强差之间的变化关系，结合强制涡流理论中流量的计算方法，计算流量系数与弯管内外侧压强差之间的变化关系，以保证磨煤机通风量的准确测量。通过分析可知，数值计算结果与弯曲流量理论较为吻合，计算得到的流量系数与压强差间基本以线性关系变化，对流量系数进行线性修正后计算流量值与实际流量值的偏差的最大值为-1.42%,基本满足工程实际需要。与传统的流量测量装置相比，其非线性及准确性均得到了较大的改善，具有一定的应用前景。

关键词：磨煤机通风量压强场数值计算强制涡流

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钠离子电池生物质基硬碳负极材料的研究进展

材料导报 2024年第15期38卷 83-95页

作者：唐晶晶李晓滢陈言蹊周柳禧文康周其杰陈松杨娟周向阳中南大学冶金与环境学院长沙410083 湖南宸宇富基新能源科技有限公司长沙410083

具有成本优势的钠离子电池被认为是锂离子电池的有益补充,而电极材料的性能是决定钠离子电池能否实现大规模应用的关键因素之一。负极材料方面,硬碳材料具有碳源易得、制备方法灵活、结构可调控性高等优点,极具商业化应用潜力。在硬碳... 详细信息

具有成本优势的钠离子电池被认为是锂离子电池的有益补充,而电极材料的性能是决定钠离子电池能否实现大规模应用的关键因素之一。负极材料方面,硬碳材料具有碳源易得、制备方法灵活、结构可调控性高等优点,极具商业化应用潜力。在硬碳材料的众多前驱体中,生物质因来源丰富、成本低廉等而备受青睐。但生物质基硬碳负极材料的孔结构及表面特性对其嵌脱钠性能影响较大。本文从生物质基硬碳负极的性能影响因素出发,总结了生物质衍生硬碳负极的研究进展,并进一步讨论了钠离子电池生物质基硬碳负极商业化过程面临的挑战和其未来研究方向,对钠离子电池硬碳负极材料的发展具有一定的指导意义。

关键词：钠离子电池硬碳负极生物质储钠性能

全固态硫化物锂电池中NCM正极及其界面研究

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化工学报 2024年第3期75卷 743-759页

作者：郭邦军贾理男张希上海交通大学机械与动力工程学院上海200241 上海屹锂新能源科技有限公司上海201306

采用硫化物电解质的全固态锂电池被视作解决传统液态锂电池安全问题与能量密度提升的最有效方案。正极材料作为锂电池的主要组成部分之一,很大程度上决定着全固态锂电池的基本性能。镍钴锰酸锂(NCM)三元体系正极材料因具备能量密度较高... 详细信息

采用硫化物电解质的全固态锂电池被视作解决传统液态锂电池安全问题与能量密度提升的最有效方案。正极材料作为锂电池的主要组成部分之一,很大程度上决定着全固态锂电池的基本性能。镍钴锰酸锂(NCM)三元体系正极材料因具备能量密度较高和成本较低的优点,以及与硫化物电解质的可兼容性而受到广泛关注。然而,NCM三元材料存在安全性低、循环稳定性差等缺点,与硫化物电解质接触界面仍存在许多问题亟待解决。因此,分析和研究NCM三元正极材料的结构组成和界面优化,对于提高全固态锂电池稳定性和安全性具有重要的意义。聚焦于当前主流三元正极材料以及与硫化物固态电解质界面问题的匹配性研究,阐述了NCM三元正极材料在全固态锂电池应用中所面临的挑战、解决策略和发展机遇,并对NCM三元正极的进一步发展和应用提出展望。

关键词：全固态锂离子电池 NCM正极硫化物电解质正极/电解质界面

单侧钢板超高性能混凝土组合板单元面内受力性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 55-68页

作者：王友刚丁然刘入瑞郭保第孙运轮樊健生中核能源科技有限公司北京100193 清华大学土木工程系北京100084 中核山东核能有限公司山东烟台265100

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循... 详细信息

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循环剪切试验,研究含钢率、配筋率对HSUHPC组合板力学性能的影响。结果表明,钢板、钢筋和超高性能混凝土在弹性和开裂初期的变形较为一致,在后续的加载阶段能够保持共同受力;HSUHPC组合板中配置的钢筋与超高性能混凝土之间能够发展有效的应力重分布,由于残余拉伸强度较高且具有良好的应变硬化性能,超高性能混凝土能够提供至少50%的受拉和受剪承载力贡献;配筋率和含钢率对HSUHPC组合板单元承载力均有影响;双向受拉工况对HSUHPC组合板单元的面内承载力影响不大,与单向受拉工况下HSUHPC组合板单元的面内承载力接近。基于试验数据和相关现行规范,提出了HSUHPC组合板单元的受拉和受剪承载力计算式,公式计算结果与试验结果偏差均在±10%以内,证明其具有较高的计算精度。

关键词：单侧钢板组合结构超高性能混凝土单双向拉伸试验循环剪切试验面内受力性能受拉承载力受剪承载力

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分体式自清洗工业废气余热回收装置设计

机械设计与制造 2024年第3期 261-264,270页

作者：纪运广张潇李洪涛马辉河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018 河北爱节能源科技有限公司河北石家庄055250

为解决化纤生产废气余热回收装置运行一段时间后因污垢层积而换热效率下降的问题,提出一种分体式自清洗工业废气余热回收装置。设计了分体式换热器,采用PLC控制刷洗机构、拉板小车和高压喷头,实现了换热翅片管排的自动分合和清洗功能。... 详细信息

为解决化纤生产废气余热回收装置运行一段时间后因污垢层积而换热效率下降的问题,提出一种分体式自清洗工业废气余热回收装置。设计了分体式换热器,采用PLC控制刷洗机构、拉板小车和高压喷头,实现了换热翅片管排的自动分合和清洗功能。测试结果显示,分体式自清洗工业废气余热回收装置能维持较高的换热效率,较原有整体式装置效率提升大约5%,清洗时间由10h缩短为2.5h。该余热回收装置可提高能源利用效率,降低生产成本,减少维护时间,为低品位热能回收利用提供了参考。

关键词：余热回收换热器 PLC控制分体式自清洗

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盐穴压缩空气储能库注采井筒体系优化设计

天然气工业 2024年第6期44卷 169-180页

作者：万继方纪文栋李景翠孙养清赵永安罗一峰吴启春中能建数字科技集团有限公司长江大学机械工程学院宝山钢铁股份有限公司百勤能源科技(广东)股份有限公司建湖县鸿达阀门管件有限公司

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连... 详细信息

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连接通道,然而受气体注采流量的限制和冲蚀作用的影响,现阶段的小通径井筒严重限制了压缩空气储能电站的装机规模。为优化储能库注采井筒体系,对大通径井口装置、耐腐蚀套管和大尺寸封隔器的设计与加工中存在的主要问题进行了分析,并结合工程实际提出了解决措施和合理化建议。研究结果表明:(1)井口装置设计需考虑到每层套管头座挂芯轴悬挂器台阶的承载强度,需要校核及验证悬挂器最小壁厚处的抗外挤强度、承受井下反压时顶丝的抗剪切强度等参数;(2)套管选材应充分考虑制造工艺及经济成本在盐穴压缩空气储能工况中的适用性,建议在易发生冲蚀处使用耐蚀合金纯管材,其余部位优选具有性价比的耐腐蚀套管;(3)大尺寸封隔器建议整体采用芯轴设计,胶筒选用氢化丁腈橡胶或四丙氟橡胶等材质,卡瓦建议采用笼式桶状。结论认为,提出的注采井筒体系设计优化措施,能够为该类型储能项目的大尺寸井筒注采体系设计与优化提供方法和思路。

关键词：盐穴 CAES 井口装置套管封隔器大尺寸注采优化设计

导电氮化物改性氧化钨催化剂对锂硫电池电化学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2285-2292页

作者：姚德坤罗琴姜璐璇胡歆黎业生吴子平徐小明王海峰江西理工大学材料科学与工程学院江西安驰新能源科技有限公司

通过浮动催化CVD法在制备碳纳米管（CNTs）堆叠成膜过程中喷洒前驱体WCl6乙醇溶液，自然风干成膜后，将膜水热处理并煅烧即可得到WO2.9-W2N/CNTs复合膜。W2N可改善WO3的导电性，WO2.9与WO3比较，其氧缺陷可为Li2S沉积提供更多活性位点，... 详细信息

通过浮动催化CVD法在制备碳纳米管（CNTs）堆叠成膜过程中喷洒前驱体WCl6乙醇溶液，自然风干成膜后，将膜水热处理并煅烧即可得到WO2.9-W2N/CNTs复合膜。W2N可改善WO3的导电性，WO2.9与WO3比较，其氧缺陷可为Li2S沉积提供更多活性位点，WO2.9-W2N还可与多硫化物（Li PSs）形成Li-O、Li-N键，使基体对Li PSs的化学吸附与锚定增强。以复合膜为正极的锂硫电池在0.2 C倍率下500次循环后，放电比容量依然保持大于850 m Ah·g-1，说明合成的WO2.9-W2N对电池电化学反应时的催化效果明显。

关键词：碳纳米管锂硫电池催化转化吸附锚定活性位点

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煤气化渣制备功能微纳材料研究进展

工程科学学报 2024年第9期46卷 1671-1684页

作者：丁子涵马丽吴俊杰石岩郝南京西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 青岛达融能源科技有限公司青岛266300

富煤、贫油、少气的能源结构决定了我国煤炭消费量巨大的现状.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的关键技术得到快速发展,煤气化渣固废的排放问题也随之日益严重.目前煤气化渣处置方式以堆放和填埋为主,造成了土地资源的浪费和环境污染.... 详细信息

富煤、贫油、少气的能源结构决定了我国煤炭消费量巨大的现状.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的关键技术得到快速发展,煤气化渣固废的排放问题也随之日益严重.目前煤气化渣处置方式以堆放和填埋为主,造成了土地资源的浪费和环境污染.为了实现煤化工的绿色可持续发展,亟需解决煤气化渣高效处置的问题.煤气化渣中含有丰富的铝、硅、残碳资源,为制备高附加值材料提供了巨大的潜力,引起了研究者们的广泛关注.基于煤气化渣的产生过程,详细介绍了其成分与微观形貌,并系统阐述了煤气化渣合成介孔二氧化硅、多孔碳、碳–硅介孔复合材料、沸石以及沸石–碳复合材料的制备方法.进一步深入探讨了煤气化渣基功能微纳材料在吸附剂、催化剂、填充材料、超级电容器、微波吸收材料等方面的广泛应用.最后,对煤气化渣资源利用中存在的问题进行了探讨,并展望了其未来的发展趋势,旨在为煤气化渣的综合利用提供一些参考.

关键词：煤气化渣微纳材料吸附剂催化剂填充材料