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含硅高比能量锂离子电池循环后氧化亚硅颗粒失效分析

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电源技术 2024年第9期48卷 1713-1716页

作者：刘松涛韩庆怡石雅珂天津空间电源科技有限公司天津300384

为实现锂离子电池比能量提升,使用硅基材料提升负极的平均比容量是一种常用的方法。其中氧化亚硅由于循环性能优异,已经在动力电池中得到应用。然而氧化亚硅基负极颗粒在充放电过程中体积膨胀收缩率较大,会影响电池的循环寿命。探究硅... 详细信息

为实现锂离子电池比能量提升,使用硅基材料提升负极的平均比容量是一种常用的方法。其中氧化亚硅由于循环性能优异,已经在动力电池中得到应用。然而氧化亚硅基负极颗粒在充放电过程中体积膨胀收缩率较大,会影响电池的循环寿命。探究硅颗粒在膨胀收缩过程中颗粒的粉化和SEI膜的过渡生长与预紧力的关系,有助于改善含硅高比能体系的循环寿命。通过研究不同应力条件下高比能量锂离子电池循环后硅负极颗粒的失效状态,分析氧化亚硅颗粒失效机理。

关键词：氧化亚硅失效分析高比能锂离子电池

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极低温锂离子电池技术研究

电源技术 2024年第3期48卷 460-463页

作者：孟凡星李敏刘松涛杜建国天津空间电源科技有限公司天津300384 哈尔滨工业大学(威海) 山东威海264209

为提高锂离子电池在极低温环境下的充放电性能,解决电池在低温下剧烈极化和内阻增大等问题,采用了多种方法来优化电极材料和电解液。通过改变负极材料的配方和结构,提高了材料的导电性和锂离子嵌入/脱出速率;通过优化电解液的配方,并添... 详细信息

为提高锂离子电池在极低温环境下的充放电性能,解决电池在低温下剧烈极化和内阻增大等问题,采用了多种方法来优化电极材料和电解液。通过改变负极材料的配方和结构,提高了材料的导电性和锂离子嵌入/脱出速率;通过优化电解液的配方,并添加适当的添加剂,提高了电解液的离子电导率和抗冻性能。实验结果表明,通过这些优化措施,锂离子电池在极低温环境下的充放电性能得到显著提高。在-40℃以下的极低温环境下,优化后的电池具有更高的比容量和更好的循环性能。这些研究成果有望为未来空间科学技术的发展提供支持,并为锂离子电池在极端环境下的应用提供了新的思路和方向。

关键词：极低温锂离子电池电解液

调控电解液溶剂组分实现LCO/C低温18650电池循环寿命显著提升

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储能科学与技术 2024年第7期13卷 2171-2180页

作者：程广玉刘新伟刘硕顾海涛王可空间电源全国重点实验室上海空间电源研究所上海200245 上海航天电源技术有限责任公司上海201112

低温18650电池的循环寿命一直是限制其发展的关键因素,为了实现长循环寿命与低温性能的兼顾,通过调控电解液溶剂组分,对比分析了不同电解液对电池倍率性能、高低温放电、荷电保持率、循环寿命、EIS阻抗变化等的影响。结果表明,电解液组... 详细信息

低温18650电池的循环寿命一直是限制其发展的关键因素,为了实现长循环寿命与低温性能的兼顾,通过调控电解液溶剂组分,对比分析了不同电解液对电池倍率性能、高低温放电、荷电保持率、循环寿命、EIS阻抗变化等的影响。结果表明,电解液组分设计对电池性能有显著影响,通过低熔点的长链线性羧酸酯部分取代碳酸酯及短链羧酸酯,既可以实现较好的低温性能,同时又提升了高温稳定性。EP、PP的比例对于LCO/C电极体系循环稳定性有重要作用。其中溶剂组分EC+EP+PP(质量比2∶5∶3)具备最佳的综合性能,研制的LTB电池5C放电容量保持率达99.86%,-40℃/1C放电容量保持率达92.84%,循环1000次后低温-40℃/1C放电仍然达到初始低温放电容量的90%,常温循环1500次容量保持率达85%,低温-10℃循环500次容量保持率82.4%。

关键词：低温 18650电池电解液循环寿命锂离子电池

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浅海地震采集缆—源空间组合对激发子波特性的影响分析

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石油地球物理勘探 2024年第3期59卷 415-423页

作者：周东红徐德奎中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

地震资料分辨率低是当前渤海油田深层地震勘探面临的突出问题,而改善该问题首先须在地震采集尤其是震源设计方面寻求突破,但鲜有针对渤海浅水条件下的拖缆与震源空间组合研究的报道。为此,首先分析了渤海浅水条件下气枪脉冲的传播特征,... 详细信息

地震资料分辨率低是当前渤海油田深层地震勘探面临的突出问题,而改善该问题首先须在地震采集尤其是震源设计方面寻求突破,但鲜有针对渤海浅水条件下的拖缆与震源空间组合研究的报道。为此,首先分析了渤海浅水条件下气枪脉冲的传播特征,确定了影响气枪脉冲传播的主要因素;再基于非理想气体条件气枪子波模型对浅水条件下单枪子波进行模拟,研究了考虑缆鬼波时子波及其频谱特征,提出采用考虑缆鬼波的子波对震源性能进行评价的方法;然后以渤海油田渤中地区实际地理和地质条件为基础,设计了不同缆—源沉放深度组合、震源平面展布的模拟试验,系统分析了渤海浅水条件下拖缆、震源空间组合对子波及其频谱的影响规律;最后将文中总结的规律认识和震源设计技术应用于渤中二次数据采集,并对比该区新、老三维拖缆单炮数据,验证了所提方法的正确性,对渤海浅水区气枪震源的优化设计及评价具有指导意义。

关键词：浅水气枪子波拖缆沉放深度震源沉放深度震源平面展布

基于噪声源钳位的输入并联输出串联全桥变换器共模噪声抑制方法

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电工技术学报 2024年

作者：宋猛秦苏新朱子锐刘涛吴红飞南京航空航天大学多电飞机电气系统工信部重点实验室空间电源全国重点实验室(上海空间电源研究所)

该文提出基于噪声源钳位原理的输入并联输出串联全桥变换器改进拓扑结构，解决了传统输出串联结构导致的共模噪声恶化问题。采用输出串联结构能够减小高压输出场合下器件电压应力，但高频整流电路直接串联使得dv/dt噪声源叠加作用、导... 详细信息

该文提出基于噪声源钳位原理的输入并联输出串联全桥变换器改进拓扑结构，解决了传统输出串联结构导致的共模噪声恶化问题。采用输出串联结构能够减小高压输出场合下器件电压应力，但高频整流电路直接串联使得dv/dt噪声源叠加作用、导致更严重的共模噪声问题。该文建立输入并联输出串联全桥变换器共模噪声分析模型，分析串联噪声源相互影响。在此基础上，通过调整滤波电感位置，为噪声源构造了稳定的参考地，从而避免了噪声源串联叠加导致的共模噪声问题。最后，实验结果验证了所提出的改进电路结构能够有效地降低共模噪声。

关键词：输入并联输出串联全桥变换器共模噪声抑制噪声源钳位

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一种SAR卫星用锂电池智能充电方法

航天器工程 2024年第4期33卷 50-55页

作者：徐军杨帆肖连辉陈乃铭李淼上海空间电源研究所上海200245 航天东方红卫星有限公司北京100094

针对合成孔径雷达(SAR)卫星锂电池长寿命和大脉冲供电的需求,文章在SAR卫星用顺序开关并联串联调节器(S~4R)型充电系统上设计了一种充电算法,利用载荷的当圈光照期用电电量,实时调整锂电池的充电倍率,在有限的时间内完成锂电池的智能充... 详细信息

针对合成孔径雷达(SAR)卫星锂电池长寿命和大脉冲供电的需求,文章在SAR卫星用顺序开关并联串联调节器(S~4R)型充电系统上设计了一种充电算法,利用载荷的当圈光照期用电电量,实时调整锂电池的充电倍率,在有限的时间内完成锂电池的智能充电。突破传统先恒流后恒压的充电方法,降低了锂电池充电过程中的极化效应和产生锂枝晶的概率,延长锂电池在轨使用寿命。经SAR卫星下传遥测数据分析,结果表明:充电算法实现了锂电池的智能充电,可以为后续有长寿命要求和大脉冲负载的卫星用锂电池充放电制度提供参考。

关键词：锂电池充电算法极化效应

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高比能锂离子电池电解液配方分析改善

电源技术 2024年第1期48卷 56-59页

作者：马怡晖王思敏刘恋周江中电科能源有限公司天津300384

针对300 Wh/kg高比能锂离子动力电池在不同循环寿命状态下的电解液进行残余成分分析,其中正极材料为三元高镍材料NCM811,负极材料为石墨和氧化亚硅混合材料。研究结果表明:电解液添加剂VC及DTD主要作用于化成阶段及循环前期的SEI膜形成;... 详细信息

针对300 Wh/kg高比能锂离子动力电池在不同循环寿命状态下的电解液进行残余成分分析,其中正极材料为三元高镍材料NCM811,负极材料为石墨和氧化亚硅混合材料。研究结果表明:电解液添加剂VC及DTD主要作用于化成阶段及循环前期的SEI膜形成;FEC在化成阶段几乎不消耗,主要作用在循环后期,修补由于硅负极膨胀导致的SEI膜破裂;PS则在常温循环中消耗较少。此研究明确揭示了各添加剂的作用阶段及消耗量,同时以电池中残液组成成分随不同循环寿命的变化规律作为电解液配方技术精准调控方法。

关键词：高比能锂离子电池电解液添加剂高镍三元材料硅碳负极

长距离高落差GIL多参量集成监测研究与应用

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 168-175页

作者：张兆闯陈建国韦晓莹张宝刘玉鹏王喜春陈青涛张孟辰周涛溪洛渡水力发电厂云南昭通657300 江苏南瑞恒驰电气装备有限公司江苏无锡214161 航天光电科技发展(天津)有限公司天津300192

针对气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated Transmission Lines, GIL)外壳振动、温度、应变等多参量通过分布光纤传感技术完成数据采集,并针对采集数据进行研究和应用。通过振动、应变、温度监测试验和数据分析,系统可准确测得光纤... 详细信息

针对气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated Transmission Lines, GIL)外壳振动、温度、应变等多参量通过分布光纤传感技术完成数据采集,并针对采集数据进行研究和应用。通过振动、应变、温度监测试验和数据分析,系统可准确测得光纤感知的振动、应变和温度数据,数据准确可靠。经测试系统测温精度≤±0.5℃,温度空间分辨率≤±0.6 m,定位精度≤±0.3 m;系统应变测量精度≤±20με;系统振动定位精度≤±2 m,振动定位精度≤±2 m。通过对GIL外壳振动、温度、应变等多参量进行集成监测研究,在减少传感设备数量的前提下探索GIL运行规律。

关键词： GIL 多参量监测分布式光纤传感 GIL运行规律

PtIr双功能催化剂膜电极制备及抗反极性能研究

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电源技术 2024年第9期48卷 1807-1813页

作者：黄晓婷贺阳孙毅张晓艳上海大学理学院化学系上海200444 航天氢能(上海)科技有限公司上海200241 上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200233

燃料供应不足会导致质子交换膜燃料电池膜电极电压反转,造成阳极催化层中的碳载体发生严重腐蚀,进而给燃料电池带来不可逆的损伤。为了解决该问题,采用双功能PtIr合金作为阳极催化剂制备膜电极,并对其进行了电极极化性能、反极和交流阻... 详细信息

燃料供应不足会导致质子交换膜燃料电池膜电极电压反转,造成阳极催化层中的碳载体发生严重腐蚀,进而给燃料电池带来不可逆的损伤。为了解决该问题,采用双功能PtIr合金作为阳极催化剂制备膜电极,并对其进行了电极极化性能、反极和交流阻抗等测试。结果表明,PtIr/C电极的峰值功率密度可达1.49 W/cm^(2),较Pt/C-IrO_(2)(50%)电极(1.46 W/cm^(2))提高2.1%。反极结果表明,PtIr/C电极抗反极时间725 s,较掺杂IrO_(2)的Pt/C电极反极性能略差,但在整个反极过程中PtIr/C电极呈现出更低的绝对反转电压,以及反极后保持更高的结构稳定性。反极后PtIr/C电极峰值功率密度降为1.18 W/cm^(2),衰减约20.80%,而Pt/C-IrO_(2)(50%)电极的峰值功率密度降至1.09 W/cm^(2),衰减约25.34%。PtIr/C电极相较掺杂IrO_(2)的Pt/C电极具有更佳的初始极化性能和优异的抗反极能力。该研究结果对质子交换膜燃料电池高性能长寿命膜电极催化层设计具有重要的意义。

关键词：质子交换膜燃料电池膜电极抗反极 PtIr合金