基于镓基液态金属的柔性传感的研究进展

镓基液态金属(Gallium-based liquid metal,Ga-LM)具有高导电性、高拉伸性、高生物相容性和低毒性等优异性能,在柔性电子领域表现出巨大的应用潜力。然而由于Ga-LM特殊的流变性和氧化性,在控制成型和实际应用方面带来了一定的挑战。基于此,本文综述了Ga-LM在柔性传感领域研究与应用进展,介绍了Ga-LM传感器的不同基底特性及成型工艺,并分析了各自对应的优势、存在的问题和解决方案,旨为Ga-LM在柔性传感器领域的进一步研究和应用提供经验与参考。

锂离子电池循环寿命影响因素及机理研究进展

锂离子电池在长期工作中极易发生容量衰减,不同的工作条件下衰减程度不同,相关机理也不同。通过研究不同条件下锂离子电池的循环失效并探究机理,可以为优化电池设计提供参考,提高锂离子电池使用的安全耐久性。综述了在不同温度、压力、充放电倍率、过充电/过放电、荷电状态(SOC)循环区间下锂离子电池的循环容量衰减情况及失效机理,并提出相关策略提高锂离子电池的使用性能,确保锂离子电池安全稳定地运行。

GaAs/Ge太阳电池抗电子辐射研究

锗砷化镓(GaAs/Ge)太阳电池抗电子辐射试验研究是高性能航天应用太阳能电源的基础研究项目。对这种电池进行了1×1013e/cm2 、1×1014e/cm2 、6×1014e/cm2 、1×1015e/cm2、1.69×1015e/cm2 等辐射总量的试验。在1×1015e/cm2辐射下,开路电压、短路电流和转换效率分别衰减了9.27%、11.25%和19.35%。电子辐射后,电池在长波长方光谱响应衰降较多,电池深能级瞬态谱分析表明带隙中引入了0.42 eV、0.43 eV的深能级。为提高电池的耐辐射性能,要改进电池制作工艺,提高电池各半导体层均匀性,减小电池结深和减小电池有效部分的厚度。

中国科技期刊现状及发展对策

对我国科技期刊整体情况等进行了统计,总结我国科技期刊发展现状。对新形势下科技期刊发展方向做出预测,指出科技期刊市场化是科技期刊发展的大方向。科技期刊需要在经营机制、经营理念等方面做出调整,尽快形成市场化的科技期刊运作机制。

InP衬底上制备GaInAsP/GaInAs双结太阳电池的研究

基于InP衬底的GaInAsP/GaInAs太阳电池是制备五至六结叠层太阳电池必需的低带隙子电池。采用MOCVD制备了与InP衬底晶格匹配的Ga_(0.47)In_(0.53)As三元材料和Ga_(0.16)In_(0.84)As_(0.3)P_(0.7)四元材料,禁带宽度分别为0.77和1.11 eV,它们都具有较高的晶体质量。以此为有源层制备了GaInAsP/GaInAs双结叠层太阳电池,该双结太阳电池的开路电压为1.09V,光电转换效率为11.2%(AM0,25℃)。

月球科研站基本型能源系统方案设计与关键技术研究

调研了国内外无线传能技术和燃料电池技术的研究现状,在探月四期工程的整体规划框架下,对月球科研站基本型能源系统任务需求进行分析研究;提出了月球科研站基本型的能源系统组成,对能源系统的功能、工作原理和工作模式进行分析,给出了主要技术指标;对能源系统涉及到的关键技术进行初步分析,包括热电一体化能源综合利用技术、可再生燃料电池高可靠及高效控制技术、小型化高效远场激光无线传能技术、千瓦级近场无线传能技术和复杂多源能源系统稳定性建模与分析技术;基于方案设计和关键技术分析,对后续工作进行探讨,给出了下一步工作建议。

锂金属氧化物电池安全性研究

通过外部短路试验、强制放电试验、针刺试验和火焰试验考察了锂金属氧化物电池的安全性。结果表明,锂金属氧化物电池在外部50 mΩ短路试验过程中最高温度65.4℃;强制放电试验过程中,电池电压稳定在约-2.47 V;针刺试验过程中,电池最高温度为29.2℃。锂金属氧化物电池在外部短路、强制放电、针刺安全性试验中均未发生燃烧、爆炸等问题,通过GJB 2374A-2013《锂电池安全要求》中的规定。在火焰试验2500 s时发生了泄放,泄放位置位于铝塑膜侧边封装处,火焰安全性试验通过HJB 864.1-2018《水中兵器锂电池安全性要求第1部分:锂金属氧化物电池》中的规定。

空间锂离子电池壳体电子束焊接温度场研究

国产圆形空间锂离子电池壳体一般选用3A21(LF21)铝合金材质,针对这种电池壳体,通过实测和ANSYS数值模拟,对其电子束焊接封装时的温度场进行了分析和研究,并提出了工艺及设计改进的方法。结果表明,目前采用的焊接工艺能满足锂离子电池内部组件对温度的敏感要求,改进的工艺及设计能更大程度地降低电池内部组件过热的风险。同时,根据ANSYS准确热分析的结果可进行焊接应力场的计算。

锂原电池的研究与发展

近年来,随着新能源汽车的蓬勃发展和逐步部署,锂离子电池(LIB)引起了研究者越来越多的关注。与蓬勃发展的锂电池相比,锂原电池在比能量和贮存性能方面具有优势,通常应用于医疗植入、航空航天和军事等特殊领域。鉴于此,综述了锂原电池的分类和基本原理。同时,基于现有锂原电池各类体系,综述了通过材料纳米化、表面处理及工艺优化设计等多种手段提升其电池性能的研究进展。最后,对后续发展进行了展望,现有电池体系的深入研究有助于挖掘出电池高功率特性潜力,并推动该领域的进一步发展。

铬氧化物材料在锂电池中的应用与研究进展

铬氧化物既能够作为正极材料,也可作为负极材料应用于锂离子电池中。多电子反应的铬氧化物作为正极材料时具有较高的理论质量比容量和工作电压,其中Cr_(8)O_(21)和Cr_(2)O_(5)是当前研究中关注度最高的多电子反应的铬氧化物,也是非常有前景的锂电池正极材料。铬氧化物中能够用作锂电池负极材料的主要是Cr_(2)O_(3),它不仅有较大的理论比容量,又有较低的放电平台,成本也相对较低。介绍了Cr_(8)O_(21)和Cr_(2)O_(5)正极材料的最新研究成果,并介绍了放电机理、制备方法、改性手段及应用,同时,比较分析了不同制备工艺下制得的样品结晶度、形貌和电化学性能。负极方面介绍了Cr_(2)O_(3)的电化学特性及其在电池方面的应用,综述了一些改性方法以解决材料的导电性和循环性能问题,如包覆、掺杂、纳米结构化等,这些研究成果为未来锂离子电池负极材料的选择提供了新的研究方向。

功率型锂原电池安全性设计研究

安全性设计是功率型锂原电池应用研究的重要内容。针对“热失控”这一引发电池安全性问题的直接因素,从单体电池安全性设计和电源系统安全性设计两方面进行了研究。单体电池安全性设计包括N/P比设计、隔膜及电解液选用,电源系统安全性设计包括自主模式和“人在回路”模式下电池使用安全性设计。

温差电致冷组件寿命加速试验方法研究

针对现有标准中温差电致冷组件寿命试验方法缺失,通过开展不同热面温度(60℃、65℃、70℃、75℃)下的加速试验验证,分析了最大温差、电阻、最大温差工作电压等关键参数的变化,确定了加速因子,研制形成温差电致冷组件寿命加速试验方法,显著缩短了寿命试验的验证时间,满足了应用发展需求。

长循环型固态电池电性能参数试验方法研究

针对长循环型固态电池电性能参数试验方法缺失的情况,通过开展重量比能量、2 C放电容量保持率、循环寿命、低温放电容量、高温放电容量试验验证,分析了重量比能量、容量保持率等关键电性能参数的变化,研制形成长循环型固态电池电性能参数要求和试验方法,填补了试验方法的缺失,满足了应用发展需求。

静电防护技术在宇航电子产品电装过程中的防静电研究

在电子行业快速发展的背景下,宇航电子产品变得更加精密、复杂,且对静电格外敏感,大大增强了对静电防护等级的要求。电子产品静电防护水平与宇航电子产品的质量有着直接关系,在介绍静电损伤机理的同时,将重点论述如何做好宇航电子产品电装过程中的静电防护工作,希望能为静电防护工作提供借鉴。

氟化碳(CF_(x))材料在锂原电池中的研究进展与应用

CF_(x)作为一种重要的正极材料,在锂原电池中具有高能量密度、长贮存寿命和优异的安全性等优点。近年来,研究人员通过研究Li/CF_(x)的工作机理,揭示了CF_(x)材料目前存在的问题,并针对这些问题进行了一系列的改性处理,如等离子体处理、表面包覆、原子掺杂等。此外,研究人员还通过表面脱氟、纳米尺度工程等手段,改变表面结构从而提升导电性和锂离子传输速率,进一步提高了其能量密度。这些研究成果为CF_(x)在锂原电池中的应用提供了新的思路和途径。主要介绍了Li/CF_(x)电池的工作机理及CF_(x)材料目前存在的问题,针对CF_(x)材料的改性方法做了总结分析,并对Li/CF_(x)电池在航空航天、国防军事等领域的应用做了详细介绍和展望。

锂铬基金属氧化物贮备式电池激活性能研究

为满足锂贮备电池高比能、高功率和快激活性能同时兼顾的要求,开发了新型锂铬基金属氧化物贮备电池,并开展了正极、负极、隔膜、电解液、真空度和激活时间对激活性能的影响研究。采用多孔导电剂、高孔隙率无纺布基隔膜和低粘度高润湿电解液等新型材料和改进设计,可显著提升新型锂贮备电池在较短激活时间下的大倍率放电能力。基于改进后的方案制备了贮备式锂铬基金属氧化物电池模块,在激活时间1 min的条件下,1 C放电比能量达264.49 Wh/kg,并具备5 C持续放电5 min的大倍率放电能力。

固态电解质离子传输机制研究进展

全固态锂金属电池具有较高的安全性和稳定性,是替代传统锂离子电池成为下一代储能装置的理想选择。然而,固态电解质相较于液体电解液而言,其较低的离子电导率仍然是阻碍全固态锂金属电池得到快速发展的一个关键。综述了不同类型固态电解质离子传输机理,总结了提高固态电解质电导率的改进策略和最新研究进展,归纳了改善固态电解质离子传输性能的技术路线,并对未来新型固态电解质的设计与发展作了展望。

机动式光-油综合能源系统设计研究

利用新能源供电的可移动供电系统是未来能源模式的必然发展趋势,针对外场工作对能源持续供给与灵活用能的需求,开展了机动式光-油综合能源系统研究。该系统以光伏发电为主,柴油机为辅,利用电智能DC/DC-储能模块构建智能互联电能源系统网络,采用分布式协同控制策略,引入多智能体系统思想,设计主、被动容错控制方法,实现交流耦合电压稳定控制,最终形成光-油-储智能互补综合能源系统,并通过仿真测试验证了本方案的有效性和可行性。该研究结果可以极大地提高供能效率,延长供能时间,提供稳定可靠的供电保障,提高了外场作业的机动性和持续性,提高了电能源可移动支配能力,有望推动我国相关外场作业在新能源领域的发展,也为今后信息-能量一体化奠定理论基础。

Li掺杂对铜锌锡硫硒太阳电池的影响研究

开展了基于二甲基亚砜溶剂体系的溶胶凝胶法制备铜锌锡硫硒薄膜中掺杂Li的相关研究。对不同Li掺杂量的CZTSSe薄膜分别进行了表截面形貌、晶体结构、成分比例测试,结果表明:在CZTSSe薄膜中掺杂Li可以提升薄膜的结晶质量,且随着Li掺杂量的增加,结晶质量变好。分析原因为,高温硒化过程中形成的Li_(2)Se相辅助生长改善了薄膜的结晶质量,抑制了ZnCu和SnCu等施主能级缺陷生成。但是,同样发现在Li/Cu摩尔比为1%~10%之间存在阈值,过量的Li并不能进入晶格而富集在晶界处。对不同Li掺杂的CZTSSe薄膜进行太阳电池的制备,结果表明Li/Cu为1%的太阳电池具有最高的转换效率,达到8.5%。

Co-Ta共掺杂改善LiNiO_(2)正极材料性能研究

采用高温固相烧结对LiNiO_(2)正极材料进行了Co与Ta掺杂改性,并对其进行元素含量、晶体结构、形貌、比容量、倍率性能、循环性能、差示扫描量热法(DSC)等测试。结果表明,Co可以改善材料倍率性能,Ta可以细化材料颗粒、提升循环性能。Co与Ta同时掺杂0.01%(摩尔分数)时,LNCTO-1放电(3 C/0.2 C)容量保持率为82.8%,循环(1 C/1 C)50次后,循环容量保持率为95.3%,热分解温度从189.3℃提升到了199.8℃,显示出了优良的综合性能。