富镧混合稀土对ZL101A合金组织和机械性能的影响

研究了富镧混合稀土对ＺＬ１０１Ａ合金的铸态、固溶态、Ｔ６状态、重熔态的组织和机械性能的影响，提出了混合稀土中入量低压铸造整体车轮合理的热处理状态。     

掺杂Y^3+的锂锰尖晶石的合成及其电化学性能研究

采用流变相反应法合成了掺杂稀土钇离子的锂锰尖晶石LiYxMn2-xO4，并对其 结构和电化学性能进行了初步研究。结果表明，当掺入的Y^3+的含量较低（x≤0. 02)时，得到的产物能保持完整的尖晶石结构，并表现出极佳的电化学性能。Y^3+ 的掺入使材料的循环稳定性能大幅度提高，而这种提高是源于Y^3+对尖晶石结构的 稳定作用。电极材料LiY0.02Mn1.98O4显示了最优的电化学性能，在0.2℃放电速率 下，其初始放电容量为118mA·h·g^-1，100次循环后仍能保持初始容量的98％。     

高温固相法合成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2及其性能研究

采用高温固相法合成出层状锂离子电池正极材料LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂。通过XRD、ICP、SEM和电化学测试手段对产物的结构、组成、形貌及电化学性能进行了研究。XRD结果表明此方法合成的LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂具有标准的α-NaFeO₂型层状结构，SEM照片显示颗粒粒径大约在500 nm左右，粒径分布较窄。以20 mA·g^-1电流密度放电，充放电电压在2.8～4.4 V之间，其首次放电比容量为170 mAh·g^-1，40次循环容量保持率为85.3%。进一步加入石墨导电剂后，同样条件下首次放电比容量变为179 mAh·g^-1，50次循环容量保持率为89.6%。容量衰减主要发生在前10次循环。XRD和SEM测试表明循环初期容量衰减的原因是由材料本体结构变化和界面反应共同作用的结果。     

利用湿法反应制备的LiV3O8的锂离子扩散特性

利用V2O5•nH2O湿凝胶和Li2CO3作原料,通过溶液反应和低温焙烧的方法合成了用于锂离子电池正极的LiV3O8.对其前驱体和产品分别进行DTA-TG、XRD表征.LiV3O8用作锂离子电池正极的电化学性能利用恒电流充放电测试进行研究.实验表明活性材料LiV3O8具有较高的充放容量和良好的循环性能.LiV3O8电极的锂离子化学扩散系数由恒电位间歇滴定技术(PITT)来确定，其值依据Li1＋xV3O8中x值的不同在10－8～10－10 cm2•s－1的变化范围内.获得的锂离子的扩散活化能为：Ea=25～42 kJ•mol－1(x=0.18～2.5).认为锂离子扩散的最大活化能是由锂离子在Li4V3O8相中的扩散决定的.     

融合电池温度和寿命的深度强化学习PHEV能量管理策略

针对当前插电式混合动力汽车能量管理策略忽略电池老化成本和电池温度变化过大而导致的热失控问题,制定融合电池寿命和电池温度的深度Q-Learning神经网络(DQN)强化学习能量管理策略.首先,从融入能量管理策略的角度,建立动力电池热模型和老化模型,引入调节目标价值函数的严重因子和量化电池老化程度的安时通量.其次,建立由超温惩罚、等效电池老化成本和燃油消耗组成的目标价值函数,进而构建深度强化学习能量管理策略.最后,通过仿真实验对所制定的控制策略进行验证.结果表明：融合了电池老化和电池温度的能量管理策略能够有效抑制电池老化和温度.在4个随机工况中,DQN策略下的电池有效安时通过量相较于CD-CS最大下降了35.75%;与CD-CS相比,DQN策略下单个驾驶任务的行驶总成本最大降低10.36%,证明了所制定策略的有效性.     

通过构建Li2ZnTi3O8@LiAlO2复合物来实现高性能的储锂材料

立方尖晶石结构的Li₂ZnTi₃O₈（LZTO）具有成本低和安全性高的优势,被认为是代替碳材料作为锂离子电池负极材料的理想选择。然而,Li+和Zn2+离子位于LZTO的四面体位点,在一定程度上阻碍了离子的迁移,导致LZTO电导率差,锂离子扩散系数低。LiAlO₂的包覆有效避免了电极表面与有机电解质的接触,从而减少了副反应的发生。因此,本文采用简单的高温固相法合成了Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂复合材料。结果表明:LiAlO₂改性未改变LZTO的形貌和粒径,但是提高了其结构稳定性、锂离子脱嵌的可逆性和电化学活性,促进了锂离子的迁移。Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂ (8wt%)在0.5 C、1 C、2 C、3 C和5 C时的充电容量分别为203.9、194.8、187.4、180.6和177.1 mAh·g?1,表现出良好的倍率性能。然而,在相同的倍率下,纯LZTO仅有134.5、109.7、89.4、79.9和72.9 mAh·g?1的容量。即使在较大的充放电倍率下,Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂(8wt%)材料也表现出良好的循环性能。在5 C倍率循环150次后后,Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂(8wt%)仍具有263.5/265.8 mAh·g?1的充放电容量。LiAlO₂的引入增强了LZTO材料的电子导电性,使Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂复合材料具有优异的电化学性能。     

简单合成四氧化三锰多面体与氮掺杂蜂窝碳的复合材料作为高性能锂离子电池负极材料

由于四氧化三锰基氧化物负极材料体积变化大、导电性差,且其循环寿命短,倍率性能差,阻碍了它们的发展。在这项研究中,我们使用一种智能且简单的合成方法成功地制备了四氧化三锰与氮掺杂蜂窝碳复合材料。四氧化三锰纳米多面体生长在氮掺杂蜂窝碳上,这明显减轻了充放电过程中的体积变化,而且也改善了电化学反应动力学。更重要的是,四氧化三锰与氮掺杂蜂窝碳复合材料中的Mn–O–C键有利于电化学可逆性。四氧化三锰与氮掺杂蜂窝碳复合材料的这些特征是其优异电化学性能的原因。当用于锂离子电池时,在1 A·g?1下进行350次循环后,四氧化三锰与氮掺杂蜂窝碳负极表现出598 mAh·g?1的高可逆容量。即使在2 A·g?1下,四氧化三锰与氮掺杂蜂窝碳负极仍能提供472 mAh·g?1的高容量。这项工作为合成和开发锰基氧化物储能材料提供了新的前景。     

相变材料耦合冷板电池热管理系统的优化设计

以相变材料耦合冷板电池热管理系统为研究对象,采用数值方法研究了系统的冷却性能。结果表明,通过增加耦合系统的冷却水流量可以降低电池组温度和温差,但是显著增加了冷板功耗,系统能效较低。为了提高耦合热管理系统的冷却效率,在固定系统体积的情况下,采用优化策略对系统中相变材料的厚度分布进行调整。典型算例结果表明,优化策略仅需5步调整就能得到最佳相变材料厚度分布。相比于优化前系统,优化后的系统使电池组最高温度降低了1.1 K,温差减小了29%。在同等电池组温差下,优化系统的功耗相比优化前系统下降了64%。     

Impact Responses of Prismatic Lithium-Ion Battery Based on the Membrane Factor Method北大核心CSCD

Aimed at the internal short circuit problem due to large deformation of the prismatic lithium-ion battery cell under impact loadings, a simplified battery model was first established. Then the motion equations of velocity and displacement based on the membrane factor method were proposed. With the effects of the face-sheet thickness and the densification region on the normalized final deflection, impact response characteristics of prismatic battery cells were investigated in detail. The results show that, the improved motion equations involving the membrane factor can reflect the dynamic response mechanisms of the prismatic battery cell under impact loadings, and the large deflection under high-speed impact can be predicted. With the increase of the face-sheet thickness, the deflection of the battery cell’s lower part decreases obviously. However, the densification region expands with the face-sheet thickness. The deflection and the densification region of the cell’s lower part both increase with the inner core density of the battery. This proposed impact model provides a theoretical guidance for the multi-functional integrated dynamic design of prismatic battery cells. © 2022 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.