基于空间分辨中子衍射方法的锂离子电池电化学反应均匀性研究

锂离子电池作为一种具有复杂组成的电化学器件,其电化学反应的均匀性受多种因素影响,包括正负极材料成分、电池结构和制备工艺等。电池的局部电化学反应不均匀性将导致局部失效加剧,进而影响其电化学性能、循环稳定性和安全性。鉴于电池拆解分析不但会破坏其电芯结构,改变电极材料的化学性质,进而影响分析结果的准确性,本工作介绍并应用无损的空间分辨飞行时间中子衍射方法,对大尺寸软包锂离子电池电化学反应分布的均匀性展开研究。通过采集和分析毫米尺度测试区域的中子衍射数据,获得了全电池在初始状态和失效状态下锂离子嵌入石墨负极过程中的相变信息,并构建了全电池不同位置处的石墨负极多相含量分布和归一化后负极中的锂浓度分布图。此外,结合高精度三维X射线断层扫描方法,从电池厚度、电流密度和电解质浓度等多个角度,分析和探讨了这些因素对锂离子电池电化学反应均匀性的影响。空间分辨中子粉末衍射方法可以对不同类型和不同形状的金属离子电池中的电化学反应均匀性进行快速直接的检测,为电池结构性能优化和技术改进提供强有力的技术支持。

激光选区熔化成形nano-WC/CX钢微观组织及机械性能初探

为进一步提高激光3D打印CX不锈钢材料的机械性能,首先使用静电自组装方法对CX钢粉末表面进行了纳米WC粉末的修饰,之后对经纳米WC表面修饰的CX钢粉末进行了激光选区熔化成形(Selective laser melting,SLM),对比了添加体积分数5%的WC前后的SLM CX钢试样的机械性能.结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子背散射衍射(EBSD)等材料表征手段,对SLM nano-WC/CX钢试样的微观组织结构、元素分布及相应机械性能进行了对比分析.结果表明:体积分数为5%的纳米WC的加入,对SLM nano-WC/CX钢的硬度提升有所帮助,使硬度值从352±8.2 HV_(0.2)提升至361±23.5 HV_(0.2);尽管纳米WC的加入使SLM nano-WC/CX钢的延伸率有所降低,但其最大拉伸强度则由1091.4±6.12 MPa提升到了1109.7±15.26 MPa.总之,初步探索可以发现,通过静电自组装方法,在CX钢粉末表面添加适量的纳米WC颗粒可以有效改善SLM CX钢的最终机械性能.

基于延迟补偿的网联式自主驾驶车辆协同控制

针对智能交通领域多车协同驾驶中存在的通信信息乱序、丢包问题,研究网联式自主驾驶车辆协同控制技术,建立基于零阶保持(Zero Order Hold,ZOH)信息处理机制的自主驾驶车队控制模型,通过非线性系统状态估计算法进行延迟补偿,使得车队控制模型在复杂汽车行驶环境下保持有效。通过构建由多辆实车组成的网联式自主驾驶车队,在封闭道路环境下进行协同驾驶编队测试,结合网络传输及传感器数据进行模型仿真,验证了模型在实车编队环境下的稳定性、有效性和实用性。

T-NaX分子筛复合膜的制备及其渗透汽化性能

本文利用NaX型分子筛对T型分子筛膜进行修饰,制备出T-NaX分子筛复合膜,借助XRD、SEM及渗透汽化实验研究了合成时间、合成温度及NaX型分子筛合成液陈化时间对复合膜渗透汽化性能的影响。结果表明,在NaX型分子筛合成液陈化时间为18 h、合成温度为105℃、合成时间为28 h的条件下,可制得组织连续致密、渗透侧水含量高达99.359%、渗透通量为1.99 kg·m^(-2)·h^(-1)的T-NaX分子筛复合膜。

纳米立方LiF的液相制备及表征

以NH_4F和LiOH·H_2O为原料、无水乙醇为溶剂和结晶控制剂,采用液相法合成前驱体低温烧结制备纳米级LiF粉末。利用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜和激光粒度仪等分析手段对样品进行表征。结果表明,前驱体的主要成分为LiF、NH_4F和LiOH·H_2O;热分析结果表明,NH_4F的分解温度约为190℃。在220～400℃烧结后得到的样品具有单一的LiF立方晶体结构,颗粒饱满,大小均匀,形貌良好,粒径的平均尺寸为80 nm。