航空蓄电池恒流充放电系统设计

针对航空蓄电池的特性,设计了一种能够对航空蓄电池进行恒流充放电的系统。该系统具有智能化程度高、多路显示、数据记录、自动停止等特点。实践表明,它能够满足不同容量航空蓄电池的要求。

镍氢电池恒流充放电自动控制与检测系统

介绍了新研制的镍氢电池的恒流充放电自动控制与检测系统，叙述了系统的组成、功能及有关检测控制方法，并给出了系统实时控制软件结构设计。

100A/200V逆变式全自动恒流充放电机的研制

文章研究了适用于变电站直流系统和列车蓄电池组的新型高频逆变充电电源,阐述了充电电源主电路和控制系统的设计方案,并详细讨论了逆变控制电路。

电化学储能器件恒流与恒功率充放电特性比较

电化学储能系统的并网应用往往要求电池等储能器件以恒功率充放电方式运行,这与其在生产、试验过程中常用的恒流充放电方式存在差异。为掌握不同类型的电化学储能器件在恒功率与恒流充放电模式下的运行特性差异,本工作选取商用超级电容器、阀控式铅酸蓄电池和磷酸铁锂电池进行了不同倍率下的恒流和恒功率充放电测试,并对其充放电曲线、容量、能量、效率等性能参数进行分析比较,结果发现3种储能器件表现出不同的特性。超级电容器倍率性能优越,能量效率高,两种模式下性能大致相同,功率条件下能量效率较高,在特定倍率下达到峰值;铅酸蓄电池倍率性能较差,能量效率相对较低,应尽量避免其超过6 h率大电流/功率充放电,实际应用过程中需对其功率条件下的相关参数进行校准;磷酸铁锂电池兼具能量密度高和倍率性能好的优点,两种模式下性能相近,表现出良好的综合性能。

浅谈恒流充放电模式电容器电容量的测量

电容器是电子设备不可缺少的重要元件之一。它用途广泛、种类繁多,尤其是双电层电容器(超级电容器),由于它具有很多优点,并且有其特殊性,对于它的测量,必须采取有效的方法,才能正确应用。文章根据双电层电容器的特点,通过对多种测量方法的比较,采用合理的方法对电容量进行测量。

基于自适应零极点补偿的锂电池恒流充放电算法研究与实现

针对传统锂电池充放电设备动态响应慢、稳态精度差的问题,提出一种基于自适应零极点补偿的锂电池恒流充放电算法。通过建立3P3Z1CZ补偿器的数学模型,并将其与自适应多段式线性拟合算法相结合,实现了全电流域动态响应和稳态性能的最优化控制。在MathCAD平台对锂电池充放电电路及其算法进行仿真分析,验证了相关算法的有效性和可行性。搭建完善的锂电池充放电实验平台,实验结果表明,基于自适应零极点补偿的锂电池恒流充放电算法可使其在全电流域内的动态响应时间保持在2 ms以内,稳态精度为0.02%。

氧化还原液流电池单电极Mn^(3+)/Mn^(2+)的电化学行为

采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电技术,对作为氧化还原液流电池正极的电对Mn3+/Mn2+在未处理石墨、热浓硫酸加超声清洗处理石墨以及光谱纯石墨电极上的电化学行为进行对比研究。结果表明:该电对在光谱纯石墨电极上的电化学可逆性、充放电效率最优,在处理石墨上次之,而在未处理石墨上的表现不理想。分析其原因认为:一方面与光谱纯石墨电极的制备条件有关;另一方面,与未处理石墨电极相比,处理石墨表面含氧官能团—OH、—COOH明显增多,而且超声清洗又使其表面杂质含量减少。提出解释Mn3+/Mn2+在三种石墨电极上阻抗谱不同的反应机理,说明光谱纯石墨和处理石墨均可以作为Mn3+/Mn2+正极电对的惰性工作电极,从而为选择合适的惰性工作电极材料提供了依据。

基于电压电流双环控制的蓄电池并网研究

针对常规蓄电池放电采用可变电阻器进行性能测试所引起的准确度低、可靠性差、操作困难等问题,文中提出了一种并网充放电的电池性能检测方式。通过对铅酸蓄电池中电荷量、温度、电流微分表达式的分析,建立由主反应支路和寄生支路组成的三阶等效数学模型。电池的充放电采用阶跃信号触发Buck-Boost双向变换电路开关通断的恒流模式。逆变电路采用电压电流双闭环控制,并经电感滤波后并入模拟电网。在MATLAB/Simulink软件上搭建的仿真模型验证结果表明蓄电池各项性能指标和并网电流动态响应良好,证明了文中所提方法的有效性和环保性。

微米尺度悬浮式机电器件的电荷穿梭特性

研究限制在电极间并能做自由往复运动的微米尺度金属球的电荷穿梭特性,作为进一步研究纳米机电式穿梭器件的模型器件。通过测量不同电压下的穿梭电流,验证经典模型预测的电流与电压特性。精确测量实时的电荷穿梭信号脉冲,证明该系统中存在模型预测的电荷穿梭电流和模型未能预测的感应电流。通过对电极-微球-电极结构的电场模拟,揭示了产生感应电流的物理机制:微球与电极碰撞过程产生动态电容变化,形成瞬时的感应电流。通过测量不同电压下穿梭电流和穿梭频率的关系,修正了经典穿梭模型,给出了感应电流引起的电荷修正因子。

锂离子电池负极合金CoSn和Cu-Sn的制备与表征

CoSn alloy and Cu-Sn samples were syn thesized by H 2 -reduction following solid-state r eaction between Co ?,Cu?,Sn?and NaOH at ambient temperature.The samples were characterized by XRD,S EM.The results showed that CoSn alloy(80～200nm)is globe-shaped,ultrafine hexagon al material,and Cu-Sn alloy powder consists of two phases,i.e.Cu 6 Sn 5 and Cu 3 Sn.Cu-Sn powder has spherical morphology and the particle size is estimated to be 60～70nm.The electro chemical performances of CoSn alloy and Cu-Sn powder were studied using lithium-ions model cell Li /LiPF 6 (EC +DMC)/CoSn(or Cu-Sn).It was demonstrated the reversible discharge capacities for 10cycles keep above 280mAh ·g -1 for nanophase Cu-Sn,and 60mAh ·g -1 for CoSn alloy.Differ-ential capacity plots showed that th e reaction mechanisms of Cu-Sn with l ithium were reversible.

有机溶剂对锂离子电池性能的影响

选用恒流充放电法测试了EC、DEC、DMC和EMC等有机溶剂体系对锂离子电池的容量保持率、平台保持率、充放电循环性能和温度特性的影响。实验结果表明 :二乙基碳酸酯 (DMC)不但具有较高的平台保持率 ,而且有利于电池的大电流充放电 ;二甲基碳酸酯 (DEC)对电池的循环寿命有较大的改善作用 ;乙基甲基碳酸酯 (EMC)具有较好的温度特性。

Sn-基复合氧化物的制备及电化学性能研究

采用一种流变相法制备掺杂B和P非金属元素的SnO复合氧化物(TBP),对不同温度下热分解得到的产物结构及作为锂二次电池负极材料的电化学性能进行表征。结果表明,以比容量和循环性能折中考虑,500℃热处理试样的电化学性能较好。

多壁碳纳米管的球磨特性及其嵌锂行为

采用Raman光谱、TEM和恒流充放电技术研究在石油醚介质中球磨不同时间的多壁碳纳米管的结构、形貌和电化学嵌锂行为的变化。结果发现,球磨1h和5h,多壁碳纳米管的典型Raman峰强度随球磨时间的增加而降低,说明碳纳米管中的缺陷增多,管径变小,管长变短;但球磨5h和10h的峰强度相差不大,说明在石油醚介质中经一定时间球磨后再延长时间对其结构几乎无影响;且球磨前后Raman谱G线和D线的强度之比几乎不变,球磨对其石墨化程度影响不大。随球磨时间增加,可逆嵌锂容量相应增加。并分析了原因。

熔盐处理MnO_2及其超级电容性能研究

以KCl-NaCl-LiCl熔盐体系处理由固相法制备的MnO2,经XRD、循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试表明,合成的MnO2样品含α-MnO2与γ-MnO2混合晶相,熔盐处理后其结晶程度增加,而且超级电容性能明显提高,放电比容量(129.07 F.g-1)比处理前的(100.94 F.g-1)提高了27.88%.熔盐处理后的样品循环性能良好,充放电效率接近100%,等效串联电阻(RESR)和电极电阻(RE)分别为0.28Ω和0.54Ω.

四氧化三锰/石墨烯超级电容器的制备及分析

为了最大程度上保留石墨烯的晶格结构以提高其电导并简化过渡金属氧化物与石墨烯复合物的制备过程,通过氢电弧放电和简易的高温处理成功制备得到四氧化三锰/石墨烯纳米复合材料,并将其用作超级电容器的电极.通过XRD、Raman光谱和TEM对产物的形貌、结构及成分进行了表征.电化学测试结果表明,由该材料制得的超级电容器具有良好的电容性质、出色的电化学稳定性(循环3 000圈后大约保持96%)以及较低的等效串联电阻.同时,四氧化三锰的掺入可使其比电容提高到纯石墨烯电极的3倍.因此,此方法为制备以新型石墨烯复合过渡金属氧化物作为高性能超级电容器电极的研究提供了新思路.

基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器研究

为了提高碳纳米管的比容,采用化学原位聚合的方法在碳纳米管的表面包覆聚苯胺,制备碳纳米管-聚苯胺纳米复合物.运用TEM和IR对样品进行了表征.通过循环伏安研究样品的电化学特性.利用恒流充放电考察基于碳纳米管-聚苯胺复合物超级电容器的性能.在相同实验条件下,对碳纳米管进行了比较分析.实验结果表明,在电流密度为10mA/cm2时,碳纳米管和碳纳米管-聚苯胺复合物的比容分别为52和201F/g.基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器的能量密度达到6.97Wh/kg,并且具有良好的功率特性.

1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐作为电化学双电层电容器电解液的电化学性能

应用循环伏安法和直流恒流充放电研究了以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐([EMIm]CF3COO)和高比表面活性炭电极构成的电化学双电层电容器的电化学性能.实验表明,[EMIm]CF3COO具有高的比电容、良好的循环特性以及高的充放电效率.在离子液体稳定的电化学窗口内,比电容随电化学窗口的增加而增大.能量密度随电流和电化学窗口的增加逐渐提高,功率密度随电流的增加而减小、随电化学窗口的增加而增加,是一种优良的电化学双电层电解液.

石墨烯热还原程度对其电化学性能的影响

在不同温度下对石墨烯进行了热还原,并对还原后样品的表面官能团、表面形貌、电化学性能进行了研究。结果表明:还原过程中含氧官能团的脱除顺序为C—O—C>C—OH>COOH,高温还原会使石墨烯表面产生缺陷和褶皱,并使石墨烯片层面积减小。800℃还原的石墨烯具有86 F/g的较高比电容、2.4.cm2的较低电荷转移电阻和高达1 000次的稳定充放电性能,是最佳热还原样品。

一种脉冲振荡电路的分析与设计

采用开关元件控制的恒流充放电是产生稳定非正弦振荡波的主要方法。文章利用施密特(Schmitt)触发器为核心的状态延迟及转换元件,并采用恒流充放电技术,配合精确的时序控制,实现了一种高稳定的低功耗矩形波振荡电路。

超级电容器测试系统

随着超级电容器应用的推广,对于其性能的要求也越来越高,亟需加强对其性能的深入研究。和电池的测试方法相似,超级电容器的测试同样可以使用恒压测试、恒流测试两种方法。出于测试结果直观的考虑,一般选用恒流充放电测试法来测试超级电容器。由于超级电容器的充放电过程非常快,对数字处理模块的要求非常高,DSP(TMS3210C2812)的工作频率高,且其内置的模数转换器为系统的数据采集和正确显示提供保障。