碳纳米管导电剂对硅复合电极初始裂纹的调控作用

硅作为新型高容量锂离子电池最具潜力的负极材料,具有极高的能量密度。然而,硅材料在充放电过程中的巨大体积变形,导致电极的严重损伤和快速退化,使得硅基电池的循环寿命普遍较低,难以同时满足高容量与长寿命的设计要求,是高容量锂离子电池研发的核心难题。导电剂作为锂离子电池复合电极活性层的主要构成之一,传统上认为主要起到提高电极电导率的作用。通过研究导电剂(以碳纳米管为例)的组分含量,实验揭示了导电剂对硅复合电极的初始裂纹密度存在调控作用,得到了碳纳米管含量的最优值,并发现了碳纳米管的加入会引入缺陷的负面机制,此机制在电化学循环中也起到重要作用。以上实验结果对指导高容量长寿命硅复合电极的设计和制备具有重要意义。

锂离子电池快速充电的应力调控

难以同时实现高充电速度和长循环寿命,已成为当前锂离子电池快速充电技术的主要问题。从快速充电时电池劣化的内在机制入手,以正极活性颗粒扩散诱导应力为抓手,提出了锂离子电池快速充电的应力调控方法:在充电开始后短时间内使活性颗粒的扩散诱导应力迅速达到强度,并在随后充电过程中使扩散诱导应力保持在强度值。进一步地,为解决应力调控充电方案初始无限大电流的问题,提出了包含初始恒流阶段和应力调控阶段的恒流-应力调控充电方案。通过与传统恒流充电、升压充电和指数电流充电方法对比,提出的快速充电应力调控方法能有效实现充电速度、峰值应力和可用容量的最优化平衡。

基于GSM的防火防盗报警系统

文章提出了一种基于单片机的室内智能防火防盗报警系统。通过在室内安装的各种传感器对宿舍安全信息采集,经单片机处理后,如有警情则通过声光报警系统、烟雾传感器报警系统,并使用GSM无线短信模块将室内的情况送至监控中心,自动提示值班人员前去处理,实现对室内的安全管理,从而减少各种事故的发生。该系统除了可以实现防火防盗以外,还可以对如漏水漏电等异常事件检测以及对室内的温、湿度进行实时检测。