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退役磷酸铁锂材料修复再生专利技术

中国科技信息 2025年第1期 18-20页

作者：黄秀娇谭群英孙丹严艳红湖南金凯循环科技股份有限公司长沙金凯循环科技有限公司

锂离子电池的广泛运用，有力推进我国从传统化石能源过渡到清洁能源的能源结构转型进程。作为锂离子电池的重要成员，磷酸铁锂电池具有结构稳定、循环寿命长、成本低和热安全性能优越等优势，被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车、...

锂离子电池的广泛运用，有力推进我国从传统化石能源过渡到清洁能源的能源结构转型进程。作为锂离子电池的重要成员，磷酸铁锂电池具有结构稳定、循环寿命长、成本低和热安全性能优越等优势，被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车、储能基站等领域。近年来，随着电动汽车和储能市场的不断扩大、过渡金属（Ni、Co、Mn等）价格的高位运行、刀片电池的推广应用，加上财政补贴推坡凸显的价比优势，磷酸铁锂电池的产量及市场占有率更是呈爆发式增长。磷酸铁锂电池一般使用年限为7～8年，在达到使用年限后由于材料结构失效，磷酸铁锂电池将退出使用场景，形成退役磷酸铁锂电池材料，若不加以处理，不仅对生态环境造成危害，更造成锂、铁、磷等不可再生资源的浪费和损失。

关键词：

纳米尺度下水液滴撞击固体表面润湿性行为的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 91-97页

作者：王美婷祁影霞陶杰陈曦杨宇水张蕾刘妮杨果成上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海海立集团股份有限公司上海201206

本文采用分子动力学方法研究纳米尺度下水液滴碰撞铜壁面的润湿过程,水滴温度和固液作用强度对润湿性行为的影响以及直径为4.67 nm球形液滴在273 K-353 K温区、固液作用强度在1-3范围内,水滴的润湿行为和平衡接触角与温度、固液作用强... 详细信息

本文采用分子动力学方法研究纳米尺度下水液滴碰撞铜壁面的润湿过程,水滴温度和固液作用强度对润湿性行为的影响以及直径为4.67 nm球形液滴在273 K-353 K温区、固液作用强度在1-3范围内,水滴的润湿行为和平衡接触角与温度、固液作用强度之间的变化关系.研究结果显示:液滴在不同润湿性壁面上会产生明显不同的润湿演化特性.模拟结果表明对于亲水材料,由于壁面附近水分子所受的势能束缚随温度升高而增强,平衡接触角则相应减小;对于疏水材料,由于随温度的升高分子之间增加的势能大于固液之间增加的势能而表现出平衡接触角随着温度升高而增大的趋势.因此,针对其材料亲水性能,可以通过改变温度影响其润湿行为,从而提高传热、传质和自清洁性能.

关键词：润湿性接触角分子动力学模拟纳米液滴

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改进的坐标残差网络应用于17-4PH材料蚀后剩余寿命预测研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 206-214页

作者：邸娟王程波贺磊牛亚龙彭超义王建锋太原科技大学车辆与交通工程学院太原030024 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092

为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题,提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法,具体采用残差网络(ResNet)模型,并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化,构建改进的坐标残差网络... 详细信息

为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题,提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法,具体采用残差网络(ResNet)模型,并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化,构建改进的坐标残差网络(CA-ResNet)模型,以实现对17-4PH材料汽蚀损伤后剩余使用寿命的精确预测。基于超声波汽蚀试验得到的汽蚀特性曲线,通过逻辑回归(Logistic)方程对汽蚀阶段进行定量划分,并定义寿命系数ζ,同时借助超景深显微镜获取材料损伤后不同时刻的显微图像数据库,并与寿命系数ζ相对应。研究结果表明,改进的CA-ResNet网络模型在CIFAR10公开数据集上验证准确率可达92.2%,在收集的17-4PH材料的汽蚀损伤数据集上的验证准确率可达93.2%,相比ResNet18网络模型,准确率分别提高了1.5%和3.5%。通过学习率、批处理量等超参数优化后,该模型在汽蚀损伤数据集上准确率可达95.0%。采用端到端的数据驱动思想,可实现从汽蚀损伤形貌到汽蚀寿命的精确预测。

关键词：残差网络坐标注意力机制汽蚀寿命预测

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自主可控平台AGV设计及视觉循线算法研究

计算机科学与探索 2025年第1期 264-276页

作者：徐诗高军孙秋君上海海事大学信息工程学院中国电信股份有限公司嘉兴分公司

设计并实现了一种基于自主可控平台的自动导引车（AGV）。AGV满足核心硬件国产化、软件开源可控的要求，并可兼容多种自主导航算法。对传统纯追踪算法在跟踪精度和安全性上进行了改进：一是载具在直线路段偏离参考轨迹较远的情况下使用D... 详细信息

设计并实现了一种基于自主可控平台的自动导引车（AGV）。AGV满足核心硬件国产化、软件开源可控的要求，并可兼容多种自主导航算法。对传统纯追踪算法在跟踪精度和安全性上进行了改进：一是载具在直线路段偏离参考轨迹较远的情况下使用Dubins路径进行快速回归；二是在大曲率参考轨迹处使用预瞄点偏移算法纠正跟踪轨迹，减小跟踪误差；三是应用动态预瞄距离和动态速度进一步减小大曲率路段的跟踪误差和安全风险。改进的算法在设计的AGV上进行了实现。在完成AGV设计和改进算法实现后，在实际环境中进行了视觉循线实验。改进的算法在0.1 m/s的速度下在曲率较小路段的平均偏差相较改进前的两种纯追踪算法变体分别减少了3.3%、7.3%，在大曲率路段减少了8.34%、23.06%；在0.5 m/s的速度下在曲率较小路段的平均偏差相较改进前的两种纯追踪算法变体分别减少了9.08%、11.33%，在大曲率路段减少了2.97%、24.67%。改进算法实验的整体结果优于使用改进前两种算法变体的结果，且设计并实现的AGV能够满足一般环境下的视觉循线导航需求，可应用于多种实际场合。

关键词：自主可控自动导引车(AGV) 跟踪控制纯追踪算法

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陕北地区传统民居靠崖式砖窑承载力及稳定性评估

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山西建筑 2025年第2期51卷 52-56,92页

作者：李峰杨甜甜陕西盈建科工程科技有限公司陕西西安710082 特变电工新疆新能源股份有限公司陕西西安710043

为研究陕北地区传统民居靠崖式砖窑的承载能力及稳定性,通过现场检测和调查靠崖式砖窑的残损情况及坍塌区域对整体结构的影响,采用有限元软件ABAQUS对窑洞单体和窑洞-边坡整体进行了承载力和稳定性分析。研究结果表明:靠崖式砖窑较严重... 详细信息

为研究陕北地区传统民居靠崖式砖窑的承载能力及稳定性,通过现场检测和调查靠崖式砖窑的残损情况及坍塌区域对整体结构的影响,采用有限元软件ABAQUS对窑洞单体和窑洞-边坡整体进行了承载力和稳定性分析。研究结果表明:靠崖式砖窑较严重残损主要分布在窑腿、拱顶,病害主要表现为窑腿开裂和外闪,拱券开裂、局部松动乃至坍塌;坍塌区域的地基由于应力释放引起上部窑洞部分区域倾斜、开裂;窑洞单体在外荷载作用下变形及应力较小,受地震作用影响较小;窑洞-边坡模型失稳时的强度折减系数为1.15,表明该边坡目前处于稳定状态,在降水较多时存在失稳的风险。

关键词：靠崖式砖窑承载力稳定性数值模拟强度折减系数

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

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碳包覆对磷酸铁锂高温循环性能的影响机理

无机化学学报 2023年第12期39卷 2287-2294页

作者：柳娜宁德时代新能源科技股份有限公司宁德352100

制备了碳包覆完整和不完整的2种磷酸铁锂,用以研究碳包覆对使用广泛的磷酸铁锂/石墨电池体系高温循环性能的影响机理。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粉末电阻率和扣式电池等测试表明2种物料的晶体结构、... 详细信息

制备了碳包覆完整和不完整的2种磷酸铁锂,用以研究碳包覆对使用广泛的磷酸铁锂/石墨电池体系高温循环性能的影响机理。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粉末电阻率和扣式电池等测试表明2种物料的晶体结构、颗粒尺寸、克容量等性能相近,仅碳包覆完整度差异大。将2种物料组装成磷酸铁锂/石墨软包电芯并在60℃高温下进行1C充放电循环测试,结果表明完整的碳包覆可使其在1250次循环后的容量保持率由80.4%提升至84.9%。在此基础上,我们成功定量极化容量和热力学容量的改善幅度,可知二者占比分别为76%和24%,这说明碳包覆的主要影响机制是为磷酸铁锂正极提供完整的导电网络,进而降低极化损失。铁溶出测试结果表明,碳包覆的直接抑制作用并不明显,其主要作用可能是通过降低电芯中的水含量从而间接抑制铁溶出,并减少部分热力学容量损失。

关键词： LiFePO4 石墨负极锂离子电池碳包覆循环性能机理分析

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太阳能和空气源复合热泵的最优模式切换分析

太阳能学报 2023年第2期44卷 30-36页

作者：李祖强黄兴华刘茂玲上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 上海博阳新能源科技股份有限公司上海201612

太阳能和空气源复合热泵在不同模式下具有不同性能,如何在实际应用中以最佳的工作模式运行,对提高系统综合性能至关重要,为此提出2种用于实现系统最优模式切换的判断方法:1)基于最优模式切换的太阳能辐射强度和环境温度的复合环境参数... 详细信息

太阳能和空气源复合热泵在不同模式下具有不同性能,如何在实际应用中以最佳的工作模式运行,对提高系统综合性能至关重要,为此提出2种用于实现系统最优模式切换的判断方法:1)基于最优模式切换的太阳能辐射强度和环境温度的复合环境参数范围表;2)流经2个蒸发器(太阳能集热/蒸发器和风冷蒸发器)的制冷剂质量流量分配比。基于此,在工程方程求解器(EES)中建立太阳能/空气双源辅助热泵热水器的仿真模型。首先,基于上海松江地区的气候条件模拟比较不同模式下的系统性能,再分析和讨论将复合环境参数范围表和质量流量分配比作为系统最优模式切换的判断方法的可行性。结果表明,在相同环境温度下,随着太阳辐射强度的增加,系统最优运行模式将由太阳能-空气模式转变为太阳能模式。此外,将流经2个蒸发器的制冷剂质量流量分配比作为模式切换的准则是可行的,对于本系统其最优运行模式由太阳能-空气模式转变为太阳能模式时的质量流量分配比临界值约为2.02。

关键词：太阳能热泵系统性能系数模式切换数值模拟

贵州西部峨眉山玄武岩风化壳稀土元素迁移富集规律研究

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中国稀土学报 2021年第5期39卷 786-795页

作者：张海郭佩佩贵州地矿局一一三地质大队贵州六盘水553001 贵州地矿三稀资源科技股份有限公司贵州三稀新能源科技股份有限公司贵州锂电新能源科技有限公司贵州六盘水553001

通过野外地质调查、样品采集和ICP-MS分析等方法,运用地质学和地球化学理论,对贵州西部峨眉山玄武岩风化壳稀土元素迁移富集规律进行研究。研究结果表明:峨眉山玄武岩风化壳剖面垂向上,各稀土元素氧化物含量变化曲线呈"D"字型,浸出率呈... 详细信息

通过野外地质调查、样品采集和ICP-MS分析等方法,运用地质学和地球化学理论,对贵州西部峨眉山玄武岩风化壳稀土元素迁移富集规律进行研究。研究结果表明:峨眉山玄武岩风化壳剖面垂向上,各稀土元素氧化物含量变化曲线呈"D"字型,浸出率呈上陡下缓"单齿"状曲线。在全风化-半风化层中,各稀土元素整体富集,而亚黏土层中,仅Yb,Lu,Ce三个元素富集。全风化-半风化层中,稀土元素氧化物总量变化范围847~1146×10^(-6),平均品位为973×10^(-6),浸出率变化范围15.2~45.2×10^(-2),平均浸出率为26.3×10^(-2)。各稀土元素氧化物浸出率一般20%~70%,轻、中、重稀土氧化物总量平均浸出率分别为25.5%,33.0%及24.3%。Ce,Nd,La,Y四个元素氧化物总量及其浸出量分别平均占比稀土元素氧化物总量的76.3%和71.1%,因而,贵州西部峨眉山玄武岩风化壳型稀土资源,主要为富Ce-Nd-La-Y型。此研究结果对扩大我国稀土矿源具有重要的意义。

关键词：峨眉山玄武岩风化壳稀土元素迁移富集贵州西部