新型质子离子液体/硅凝胶电解质的制备及其性能

采用一步溶胶-凝胶法首次将质子型离子液体固定于纳米多孔硅骨架中,合成了表面光滑、柔软、透明的质子增强型固态复合凝胶电解质.研究表明,该凝胶电解质结合了无机硅骨架和质子离子液体的双重优点,具有高的热稳定性（〉300℃）、宽的电化学稳定窗口（〉2.8V）和优异的中低温导电性（11.25×10？3Scm？1,80℃）.可望作为一种新型固态电解质应用于先进储能器件.     

四元体系LiNO3-Mg(NO3)2-NH4NO3-H2O相图预测及相关相变储能材料的研究

应用修正的BET热力学模型对Mg(NO3)2-NH4NO3-H2O三元体系和LiNO3-Mg(NO3)2-NH4NO3-H2O四元体系在273～320 K的相图进行预测,并找到一个相变温度较低的四元共晶点Mg(NO3)2.6H2O-LiNO3.3H2O-NH4NO3,其质量百分数组成为:25.5%的硝酸铵,28.4%的硝酸锂,13.8%的硝酸镁和32.3%的水,通过实验对共晶点组成材料的吸放热行为进行测定,发现其熔化温度为286.3 K,且DSC测试其相变热焓为192.7 J.g-1,表明该材料可用作潜在的低温相变储能材料。     

Mg、Ti离子复合掺杂改性磷酸铁锂正极材料及其电池性能

在氮气气氛下采用高温固相方法, 合成了Mg、Ti 离子复合掺杂改性的锂离子电池正极材料(Li_0.98Mg_0.01)(Fe_0.98Ti_0.01)PO₄/C, 并通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和充放电循环对材料进行性能表征. 测试结果表明, 复合离子掺杂可显著改善材料的电化学性能, 模拟电池在0.2C和1C倍率下的放电比容量分别为154.7 和146.9 mAh·g^-1. 以此复合掺杂样品为正极材料组装60 Ah动力电池, 其3C倍率放电容量仍保持为1C倍率放电容量的100%; 低温0 和-20 °C测试条件下, 动力电池放电容量分别保持为常温初始放电容量的89.7%和63.1%; 在常温1C/1C充放电条件下, 经过2000次循环后, 电池容量依然保持为初始放电容量的89%, 显示出优良的倍率放电性能和循环性能. 研究结果表明, Mg、Ti 离子复合掺杂改性的磷酸铁锂正极材料及其电池具有优良的放电性能和循环稳定性, 可广泛应用于电动(或混合动力)汽车和储能电池系统.     

钙和铈二元掺杂对钇钡铜氧超导体性能的影响

超导储能脉冲功率系统中,关键的电路元件是断路开关,它的关断性能直接决定了输出脉冲的特性,传统的直接截流断路方法不仅会产生大电弧影响关断损耗,还会在断路瞬间产生高峰值的过电压脉冲.针对直接截流方法的缺点,本文提出了一种基于混合脉冲变压器(HPPT)工作模式的新型开关断路方法,该方法采用电流过零瞬时断路方式换流.经过理论分析和仿真,验证了该方法的正确性与可行性,对同类开关断路技术的研究提供了十分重要的参考依据.     

高温超导储能监控系统的设计与实验验证

根据高温超导储能系统(SMES)的结构特点和运行要求,设计了一套超导储能监控系统,并联合SMES其他部分进行了动模实验.该监控系统基于智能仪表、虚拟仪器及PXI总线技术,实现了SMES系统的电压、电流、功率和温度等一系列参数的实时检测和各个子系统的协调控制,进行了降温实验、临界电流测试和动模实验等实验.实验结果表明,监控系统能对SMES系统进行良好的监测和控制,满足预定的系统功能.     

相场再结晶储能释放模型与显微组织演变的模拟研究

在相场再结晶模型中提出了形式为 f(η_i^k,η_j^k) = E_s (η_i^de )² (1-(η_j^re)²)的冷变形储能项,并应用该模型模拟了 AZ31镁合金的再结晶过程,模拟结果和实验观测结果符合很好.研究表明, 引入储能释放模型可以实现再结晶形核物理过程的模拟; 模拟结果可以把合金在冷变形后退火的过程按照机理分为再结晶和热晶粒 长大两个阶段,模拟得出的理论再结晶时间是实验再结晶时间的2/3. 考察了冷变形应变大小对形变金属的亚晶粒尺寸和储能的影响机理和 试验结果,并将考察结果代入到改进后的再结晶模拟模型, 成功地再现了一个经典实验结果:随预先应变量的增加, 存在临界应变量对应的一个再结晶晶粒尺寸峰值.同时还给出了 这一经典实验结果的理论解释.     

基于超导储能脉冲变压器的多模块脉冲电源设计

为了探索一种更加紧凑的导轨型电磁推进基础实验用脉冲电源,以实验室现有高温超导储能脉冲变压器为单元模型,在单谐振电路脉冲成形方案的基础上,设计了环形结构的多模块脉冲电源,分析了环形结构中考虑互感的多模脉冲电源电路的充放电过程。通过对八模块环形结构脉冲电源进行仿真分析,得到了接近150kA的电流脉冲,原边电压限制13kV左右。可以得出,利用单谐振电路的多模块超导储能脉冲变压器并联放电方式,可以实现大电流脉冲的输出的要求,而且环形结构中各线圈存在的互感更有利于多模块脉冲电源。     

全钒液相储能体系的功率特性研究

研究了全钒功率型液相储能体系惰性电极厚度、活性物质浓度、电解液流量等因素对放电电压和功率密度的影响,以及该液相储能体系的结构和功率特性.在本实验的优化条件下,输出功率密度可达3121W/L.     

聚氯乙烯/聚丙烯酸丁酯/白泥纳米复合材料的研究

通过多步交换反应及扩散－聚合的方法,使聚丙烯酸丁酯被嵌入到改性层状结构的白泥层间,得到白泥－聚丙烯酸丁酯纳米复合物的微米粒子;然后将聚氯乙烯与白泥－聚丙烯酸丁酯进行熔融共混,制得具有一一特性的有机－无机纳米复合材料,并对复合材料的缺口冲击强度及动态力学性能进行了研究,结果表明,白泥－聚丙烯酸酯含量为5．0wt％时,复合材料的力学性能最佳;聚氯乙烯与高含量的白泥－聚丙烯酸丁酯（分别为25．0wt%和50．0wt%）形成的复合材料,在聚氯乙烯的玻璃化转变温度之前,储能模量出现先降低而后增加的过程。     

纳米碳管储能的化学原理与储存容量研究

通过在大温度、压力范围内系统地测定氢在纳米碳管粉末与压片上的吸附等温线和对所得等温线的理论分析,计算出吸附热,并用超临界气体的吸附模型充分地描述了氢在纳米碳管上的吸附行为,证明纳米碳管储氢的原理是超临界吸附;比表面积和储气温度控制着储气容量.甲烷在干纳米碳管上的吸附机理与氢气相同,但在湿纳米碳管中的存储机理在于甲烷水合物的生成,因此孔容控制储气容量.单位质量多壁管的湿储容量是干储容量的5.1倍 ,单壁管可能产生更大的增强存储作用.