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新型充电，从石榴获取灵感 往往在最重要的关头你为单反准备的充电电池都不能支撑很久。科学家在探索更长锂离子电池的道路上已经走了很多年，但是有谁会想到最新的电池设计灵感竟然来自石榴？石榴果实的外皮具有更好的抗氧化能力，这种电池的特点也和石榴一样，像石榴内部结构一样的硅纳米颗粒，外层由碳外皮包裹。充电的时候碳薄膜内的硅会胀大，但是由于有碳膜的保护，可以减少硅被破坏的情况，也能减少硅和电池其他化合物作用产生的黏着污物。虽然还有不少难题等待解决，但是这种设计会让人们用上更小更轻更强力的硅电极电池。可以运用在手机、平板甚至电动汽车上。     

硅盐电池快速充电的试验与研究

根据电池快速充电的原理，对硅盐电池进行充电试验，提出适用于该电池5段恒流快速充电和定压补充充电的充电方案，并在各种控制参量的基础上，给出了实现这种充电过程的控制方法。     

硅/碳复合材料的高温热解法制备及其电化学性能

采用高温热解方法成功地合成了高容量硅/碳复合负极材料.通过X射线衍射分析、热重分析、扫描电子显微镜观察、透射电子显微镜观察、恒电流充放电测试、循环伏安法等手段研究了复合材料的性能.结果表明：硅/碳复合材料由Si、C以及少量SiO2组成;硅/碳复合材料中碳的质量分数约在39%左右;经电化学性能测试,在电流0.2 mA下,该硅/碳复合材料首次充电容量768 mAh·g-1,首次库仑效率75.6%,70次循环后可逆比容量仍为529 mAh·g-1,平均容量衰减率为0.44%.这些性能改善归因于硅/碳复合材料中碳的引进,硅表面存在的碳涂层提供了一个快速锂运输通道,降低了电池的阻抗并且充放电过程中稳定了电极的组成.     

锂离子电池负极中一步球磨硅碳材料的应用

近年来,硅基类材料的高理论比容量使其在能源存储尤其锂离子电池电极材料的应用受到了广泛的关注。通过简单的高能球磨法制备了硅碳(Si/C)复合材料,同时对比了采用不同硅碳比例进行球磨后的复合材料的形貌及性能情况。球磨Si/C复合材料在作为锂离子电池负极时展现了较好的电化学性能,与碳的复合有效抑制了合金硅材料在充放电过程中由于体积膨胀导致的容量快速衰减,同时,碳硅的混合比例对其电化学性能也起到了较大的影响。通过简单一步球磨方法和调控硅碳比例制备高循环稳定性和高容量的改进方式为硅基类材料在锂离子电池中的实际应用拓展了更大的空间。     

新型高能量密度锂离子电池来啦

正如今,动力电池、消费类电池等终端产品对高能量密度锂离子电池的需求日益增强,高比容量、长循环稳定的硅碳复合负极材料开发充满挑战。不久前,我国科研团队构筑出高机械稳定的自机械抑制石墨烯复合硅碳负极材料。这项研究进一步解决了石墨烯复合硅碳负极材料规模化制备技术难题。     

高镍正极-锂碳负极锂离子电池制备与性能研究

为提升锂离子电池能量密度、循环寿命、快充能力和安全性等方面性能,本文研究纳米级硅碳复合负极材料合成技术,以提高硅碳材料在电池充放电过程中的首次库伦效率、改善材料的循环稳定性、增强材料导电性,并解决硅碳材料易出现的体积膨胀技术难题.通过优化配方,得到与之匹配的高比容量镍钴铝正极材料和高电导电解液,获得具备长寿命(＞2 000次循环)的超高能量密度锂离子电池(能量密度＞350 Wh/kg),将硅碳负极材料的比容量提高至600 mAh/g以上;采用纳米技术和单分子层超薄修饰技术研发的纳米镍钴铝复合正极材料的比容量达到200 mAh/g以上;研究出匹配硅碳复合负极材料的宽温电解液配方,以保持离子的电导率和高稳定性,有效提高电池的电化学性能.对锂离子电池的结构设计、工艺控制以及极片制备技术进行进一步优化,以提升其能量密度、循环寿命和安全性,使其能够规模化地应用于动力及储能市场.     

氧化锌与金属染料：未来的能量植物

如果要满足世界大部分的电力需求,就不得不考虑太阳能光伏电池。当前,大部分太阳能电池的制备离不开超纯硅,但是硅并不是理想的聚能材料,因为硅的价格非常昂贵,而且材料表面每年以1%的速率受到腐蚀。因此,科学家一直都在努力寻找硅的替代材料,其中包括有机聚合物,但是研究人员最感兴趣的是基于染料分子的材料,这类材料就像自然界自身的能量转换器——叶绿素一样,     

太阳能家用电器

太阳能收音机国外有一种遮阳帽式太阳能电池收音机,帽沿上部安装太阳能接收板及收音机,有10个台可供选择。帽带就是耳机,效果比耳塞机舒适得多。太阳能收录机日本和英国推出的袖珍收录机,装有一块硅太阳能接收板和一个充电电池。有阳光时,由硅板给电池充电并为收录机提供能源;阳光消失后,电池继续带动收录机工作。太阳能电风扇英国将一种太阳能电池安装在室外,产生的电力能驱动直径达1.2米的吊扇。电池寿命长达20年。太阳能空调器日本夏普电器公司制造的这种空调装置,当天气晴     

壳聚糖衍生的碳膜用于水系锌电池锌阳极的保护层

水系锌电池(ZBs)具有成本低、安全性高等优点，被认为是最有前景的储能装置。然而，在放电和充电的过程中，负极上的异常生长的锌枝晶导致其较差的循环稳定性和低库伦效率低。壳聚糖是一种天然的富含氮和碳的氨基多糖。当高温烧结时，形成的碳膜具有优异的导电性和石墨化程度，碳膜可以增强锌离子均匀沉积的性能。本文以壳聚糖为原料，通过烧结制备了一种碳膜，并将其作为水系锌电池电极的保护层材料。结果表明，当采用800°C的烧结温度时，样品可以保持更光滑的表面，组装的电池在0.25 mA·cm?2的电流密度下可以循环使用达到700 h左右，远大于没有碳膜保护层的同类电池。     

锂离子电池硅/碳负极材料的制备与应用

对锂离子电池中硅/碳负极材料的纳米结构、掺杂改性以及三元复合等制备工艺及其电化学性能、相关机理进行了总结。通过研究不同改性方法对硅/碳负极材料电化学性能的影响,以找到较为优异的改性路径。经过对比发现,通过采用纳米结构、原子掺杂以及三元复合的方法均可显著提升硅/碳负极材料的电化学性能。最后对硅/碳负极材料发展现状进行了简要分析,并对其研究前景进行了展望。     

磷酸铁锂电池组的均衡充电研究与应用分析

针对车载磷酸铁锂动力电池组串联充电的需求,搭建了磷酸铁锂动力电池组管理系统,对动力电池组进行了串联充电试验。分析了电池组串联充电过程中单节电池电压和荷电状态不一致的情况,讨论了电池组单节电池的分散性对充电性能的影响,提出了对单节电池进行小电流补充充电的均衡方法,使电池组中单节电池的荷电状态基本相等。理论分析和试验验证表明,电池组串联充电末期,单节电池之间电压相差较大,荷电状态有一定差异,对单节电池补入少量电量(小于5%)即可使得电池组荷电状态一致性得到较大的改善。提出一种阶段式动力电池组均衡充电方法,从而可以避免动力电池组个别电池过充,而其他电池充不满的问题。     

一种硅碳复合负极材料的制备与性能研究

将纯净石墨粉置于无水惰性气体中,然后将体积比为2:1的聚硅氧烷/甘油混合溶液滴入纯净石墨粉中,密封并加热至290～310℃,并保持此温度24～28小时,使石墨的层间距充分撑开,再直接将其转移至脉冲激光工作室中的样品舟上,加热至120～300℃后启用脉冲激光辐射,即得到一种将纳米硅胶囊式封装在纳米碳笼中的碳硅复合负极材料.将所制得的硅碳负极材料用于电极制作,并制成扣式电池后,进行循环特性测试.实验结果显示,在0.01～2V的充放电压下,该扣式电池循环150次仍能保存960mAh/g,表明所制备的硅碳复合负极材料制得的锂电池比容量大、寿命长、安全性能好且循环周期长.     

基于VM7205的锂离子电池充电系统

锂离子电池本身的良好特性,使得其在便携式产品(手机、笔记本电脑、PDA等)中的应用越来越广泛,用于锂离子电池的充电器在功能上也要求日趋完善。根据锂离子电池的充放电特性,采用VM7205专用锂离子电池充电管理芯片,设计一款锂离子电池充电器,具有高精度预充电、恒定电流充电、恒定电压充电、电池状态检测、温度监控、充电状态指示、电池内阻补偿等功能。     

基于分时电价的纯电动公交的充电优化

合理规划电动公交线路备用电池数目,优化调度电池充电,能够降低公交线路投资与运营成本.在满足纯电动公交线路运输要求的约束下,基于分时电价机制,考虑了电池放电深度对电池寿命损耗的影响,在描述纯电动公交车辆数目、电池数目与电池每个时段充放电状态之间的关系基础上,提出了以充电费用和电池投资综合成本最低为目标的优化模型.该模型能够求解出最优电池数目,在满足运输需求的前提下,通过调度电池每一时段的充电状态将充电费用降到最低,并减小电池寿命损耗.仿真算例为5辆电动公交车的调度优化,利用CPLEX软件包对提出的整数规划模型进行求解.计算结果表明:10块电池为最优电池数目,充电费用与无序充电相比下降了11.7％,且电池寿命延长9.2％;所提出的换电模式下的充电模型可以有效地降低充电费用,延长电池寿命,并且能够得到合理的备用电池数目,降低投资成本.     

可快速“中途加油”的电池使电动汽车跑得更远

新款电动车很快就会面市，它们清洁、安静并拥有不错的性能。但是即使是最先进的动力系统和锂离子电池，还是受到充电电池的限制——充电的时候需要耗费数小时。然而，一个德国的工程师团队认为可以生产出一种类似汽车中途加油方式的电池，可以在几分钟内完成充电。     

锂离子电池智能充电控制器的研究与设计

该文论述了一种先进的锂离子电池充电控制器设计：在充电前检测电池的电压值,再对电压过低的电池进行涓流充电。当电池最终浮充电压达到4.2 V时,充电过程终止,整个过程由低功耗MCU进行控制。在检测到温度升高时,内部的热限制电路将自动减小充电电流。再结合专用的控制执行和保护电路,实现了锂离子电池充电控制的智能化。该设计通过了理论分析与实物制作测试,证明了该设计可行、可靠。     

基于ADMM的分布式有序充电调度算法

随着电动汽车数量不断增加,大量电动汽车的无序充电行为会导致电网过载和电池寿命损耗。虽然当前已有很多研究关注电动汽车的有序充电行为,但如何在大规模有序充电过程中实现最大化车主便捷性同时减少电池寿命损耗尚未被研究。研究关注充电便捷性和减少电池损坏的充电服务调度优化对充电站充电服务质量和用户满意度提升具有重要意义。笔者提出一个实时充电服务调度策略来协调大量电动汽车的充电行为,以实现最大化车主便捷性同时降低电池损耗。为减少充电过程中信息直接交换造成隐私泄露,同时降低算法计算复杂度,基于交替方向多乘子(ADMM,alternating direction method of multipliers)的分布式算法被提出。大量实验表明所提算法比已有算法有显著提升,能减少33.0%的电池寿命损耗和18.3%的电费支出。     

二次喷雾造粒法制备石榴结构硅碳负极材料

为进一步优化多孔类核壳结构硅碳负极材料的制备方法，通过“两步喷雾造粒、一步碳化成型”法制备出了具有石榴结构状的锂离子电池硅碳负极材料。采用X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、扫描电子显微镜（scanning electron microsope, SEM）和热重分析（thermogravimetric analysis, TGA）等方法对材料的物理性质进行了表征。为提升复合材料的导电性与结构稳定性，提升其充放电性能，将碳纳米管（canbon nano tube, CNT）导电剂与鳞片石墨与复合材料进行了复合，得到了Si@Pore-C/CNT/G@C复合材料。该材料在0.1 C的电流密度下，在50次充放电循环后具有高达95.6%的容量保持率，并且在经过97次较长循环后仍具有82.8%的容量保持率。所提出的制备方式简单高效，具有量产的潜力，无需使用酸碱刻蚀或其他牺牲模板，是一种绿色、高效的制备方案。     

基于12C5A62AD的智能充电器

基于微处理器12C5A62AD多功能充电器,实时监测和显示电池电压、充电电流、电池温度,把电池充电的时间每秒分成200个时隙,通过增减充电时隙个数来控制电池充电时的温度和平均电流,在安全范围内把电池充电时间降到最少。同时可以与计算机通信,把电池充电时的电压、电流、温度值实时送入计算机进行存储和分析;接收从计算机传来的指令,根据指令完成相应功能。     

电容降压脉冲式电动自行车快速充电器设计研究

电动自行车以灵活方便,经济实用的特点成为现代普通家庭的主要代步工具。但其续行能力差,电池易被充坏,充电慢的缺点为人们所诟病。该文介绍了一种基于电容降压,以PIC系列单片机为控制核心的放电式脉冲快速充电的方式。该方式不但充电速度快,普通家用电动自行车最多在2 h内充满,充电过程不会损伤电池,而且有修复电池的功能。