Electrodes with high power and high capacity for rechargeable lithium batteries

New applications such as hybrid electric vehicles and power backup require rechargeable batteries that combine high energy density with high charge and discharge rate capability. Using ab initio computational modeling, we identified useful strategies to design higher rate battery electrodes and tested them on lithium nickel manganese oxide [Li(Ni(0.5)Mn(0.5))O2], a safe, inexpensive material that has been thought to have poor intrinsic rate capability. By modifying its crystal structure, we obtained unexpectedly high rate-capability, considerably better than lithium cobalt oxide (LiCoO2), the current battery electrode material of choice.     

混合动力镍氢动力电池参数辨识

为实现电池SOC（State of Charge)的精确估计与提高电池模型的精确性，采用等效电路模型PNGV电池试验手册中的标准电池模型，基于辅助变量法和最小二乘法相融合的方法提出了混合动力镍氢动力电池在线参数辨识方法，并利用MATLB/SIMULINK建立电池模型.仿真分析结果显示，所建立的电池模型电压最大误差为4.2 V，平均误差为0.57V，SOC的估计最大误差为0.048，平均误差为0.011，能很好地拟合真实数据.     

农用车辆振动能量捕获模拟试验研究及分析

摘要利用振动试验装置对农用车辆的振动进行模拟及测试,使用PZT将振动能量转换为电能量,并对试验数据进行分析。农业物联网中使用种类繁多的传感器,这些传感器大多为微功耗系统,由电池供电,农用车辆振动能量的回收转换可以为电池供电,因此该研究对物联网的发展具有很大的实用价值。     

电动汽车的振动能量回收研究

汽车行驶时,路面的激励使得车身处于持续的振动状态.减振器将振动能量转换为内能耗散可提高车辆的平顺性,但面临着热失效的问题.设计了一套液压式能量回收系统,仿真结果表明该设计具有可行性.将振动能量转换为电能储存既可以延长电动汽车的续驶里程,又能彻底消除减振器的热失效,同时也有助于提高车辆的安全性和零部件的寿命,该成果的实用化也有利于主动悬架的推广和普及.     

金属表面电火花镀盖强化机的改进与扩大应用

金属表面电火花镀盖强化工艺是利用多种合金材料作为电极,依靠脉冲放电产生的局部高温,将电极材料移镀和熔渗到工件表层或刀模具的刀口部位,形成一层新的合金涂层。从而使工件表层得到强化、合金化和增厚的目的。电火花强化工艺虽引进较早,由于长期受镀敷层厚度小、表面光洁度和生产率低的原因,限制了该工艺进一步发展和扩大应用。作者针对上述缺点进行一些改进和试验研究,初步解决了表面光洁度和生产率低与镀敷层厚度小的问題,从而提高了镀敷层质量和扩大了应用范围。     

Electrical energy storage for the grid: a battery of choices

The increasing interest in energy storage for the grid can be attributed to multiple factors, including the capital costs of managing peak demands, the investments needed for grid reliability, and the integration of renewable energy sources. Although existing energy storage is dominated by pumped hydroelectric, there is the recognition that battery systems can offer a number of high-value opportunities, provided that lower costs can be obtained. The battery systems reviewed here include sodium-sulfur batteries that are commercially available for grid applications, redox-flow batteries that offer low cost, and lithium-ion batteries whose development for commercial electronics and electric vehicles is being applied to grid storage.     

The hydride anion in an extended transition metal oxide array: LaSrCoO3H0.7

We present the synthesis and structural characterization of a transition metal oxide hydride, LaSrCoO3H0.7, which adopts an unprecedented structure in which oxide chains are bridged by hydride anions to form a two-dimensional extended network. The metal centers are strongly coupled by their bonding with both oxide and hydride ligands to produce magnetic ordering at temperatures up to at least 350 kelvin. The synthetic route is sufficiently general to allow the prediction of a new class of transition metal--containing electronic and magnetic materials.     

Direct high-temperature ohmic heating of metals as liquid pipes

When a sufficiently high electric current is passed through a liquid metal, the electromagnetic pressure pinches off the liquid metal and interrupts the flow of current. For the first time the pinch effect has been overcome by use of centrifugal acceleration. By rotation of a pipe of liquid metal, tin or bismuth or their alloys, at sufficiently high speed, it can be heated electrically without intermission of the electric current. One may now heat liquid metallic substances, by resistive (ohmic) heating, to 5000 degrees K and perhaps higher temperatures.     

木基金属功能复合材料研究进展

为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。本文对3种不同功能复合材料（电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材）的研究现状进行概述,同时提出木基金属功能复合材料现有研究中的不足,并展望金属化木材在更多领域的应用和发展前景。      

一种新型的船舶能量管理系统设计研究

随着综合电力系统技术及全电力船舶的发展，船舶能量管理系统的应用逐渐成为未来船舶发展的必然趋势。本文针对一类新型船舶能量管理系统研制过程中主要技术问题进行研究。能量管理系统信息网络采用硬线直连、双冗余现场总线和双冗余以太网混合的网络构架，以保证控制的可靠性；软件系统基于松散耦合的分层架构构建，利用动态耦合组件技术实现软件接口，建立船舶能量管理系统公用信息模型，利用实时数据缓存技术来构建能量管理实时数据库。基于这些关键技术研发的能量管理系统保证了全电力船舶网络化监控的实时性、有效性和可靠性。     

工业土壤重金属污染修复技术适用性评估

针对目前我国工业土壤重金属污染修复技术的研究和应用案例,对固化/稳定化、土壤淋洗、植物修复、电动修复和微生物修复等5种技术进行阐述和适用性评估。结果表明,固化/稳定化是工业土壤重金属污染最适宜的修复技术,其他4种技术存在局限性。其中淋洗技术成本高,电动技术对土质要求高,植物修复适合低浓度单一重金属污染土壤,微生物修复在实验室研究阶段。     

Electric power from differences in salinity: the dialytic battery

An array of alternating anion and cation exchange membranes can be used to generate electric power from the free energy of mixing of river and sea waters. A simple mathematical model, which predicts experimental results well, is useful in exploring conditions for optimization of the process. Major, but not impossible, improvements in technology would be required to bring the cost of power from the dialytic battery into line with foreseeable energy prices.     

A solid sulfur cathode for aqueous batteries

Because of its high resistivity and subsequent low electroactivity, sulfur is not normally considered a room-temperature battery cathode. An elemental sulfur cathode has been made with a measured capacity of over 900 ampere.hours per kilogram, more than 90 percent of the theoretical storage capacity of solid sulfur at room temperature, accessed by means of a lightweight, highly conductive, aqueous polysulfide interface through the electrocatalyzed reaction S + H(2)O + 2e(-) --> HS(-) + OH(-). This solid sulfur cathode was first used in a battery with an aluminum anode for an overall discharge reaction 2Al + 3S + 3OH(-) + 3H(2)O --> 2Al(OH)(3) + 3HS(-), giving a cell potential of 1.3 volts. The theoretical specific energy of the aluminum-sulfur battery (based on potassium salts) is 910 watt.hours per kilogram with an experimental specific energy of up to 220 watt.hours per kilogram.     

国内外林区几种大型作业车辆研究进展及车型设计展望

林区作业车辆的应用是林业现代化的重要标志之一。随着林业战略由采伐转型为营林护林,林区作业车辆的研究依然是林区机械领域的热点。本文采用文献分析法研究了自1950年以来国内外林区作业车辆的发展历程,其中包括集材车、消防车、运兵车和采育联合机,阐述了林区作业车辆的先进技术,分析了林区作业车辆的工作特点、用途以及工作环境,并对新时代林业车辆的发展方向做出展望。近些年国内外林区集材车发展缓慢,主要集中在作业联合机的研发上。集材车虽然功能日益增多,绝大多数是在原有车型基础上进行研发,车型偏小,车身笨重不灵活。消防车主要由装甲运兵车改装而来,在逐渐实现灭火要求的同时更注重以人为本的思想,将安全问题考虑到森林消防车的研发设计中。运兵车主要以全地形车为主,大多数采用履带式行走机构,属于军用车辆,已经实现了功能和载重的系列化。采育联合机在木材生产较发达国家应用较普遍,人机工程学和自动化程度相对较高,并逐渐发展无人驾驶技术,我国对采育联合机研究较少。林区车辆的发展应结合我国实际情况,综合分析林区车辆的功能要求,既要充分利用高新技术提高林区装备的技术含量,又要遵循经济性和实用性原则,真正做到林区车辆结构的优化设计。在新时代对我国林区作业车辆的研究应拓宽思路,注重多样化服务和个性化研究。本文结合我国林区环境提出6款林区概念车型,即森林救护车、森林炊事车、森林宿营车、森林浮桥车、森林挂车和森林消防指挥车,这些车型必将在林区抢险救灾过程中发挥越来越重要的作用。      

植被重金属污染检测模型研究

利用高光谱遥感技术代替传统方法检测重金属污染,具有效率高、费用低、检测范围广等优点.但是高光谱影像的空间分辨率较低,为了提高精度需要提取影像的端元.鉴于纯净像元指数（Pixel Purity Index,PPI）法耗时长的缺点,提出一种基于高斯分布的波谱曲线概率法用于高光谱影像端元提取,并结合重金属胁迫下植被波谱响应变化建立了高光谱遥感影像的植被重金属污染检测模型.经过试验研究及分析,发现波谱曲线概率法端元提取的效果和精度与PPI相近,但是时间消耗明显减少.因此,建立的植被重金属污染检测模型可以用于高光谱遥感图像,具有一定的价值.     

锂离子电池正极材料LiNi_（0.5）Mn_（0.5）O_2的结构及电化学性质的研究

随着便携式用电器具的普及和电动汽车的发展,开发廉价、高性能、安全性锂离子电池成为锂离子电池工业发展的中心。层状锰系锂离子电池正极材料正符合此背景需要。本文选取LiNi0.5Mn0.5O2为研究对象,对其制备方法、合成条件进行了研究,并对正极材料LiNi0.5Mn0.5O2采用多种方法进行表征。具体采用了电感耦合高频等离子体发射光谱、X射线衍射、循环伏安测试手段。     

电阻炉智能温控系统研究

介绍一种适用于金属材料热处理的电阻炉智能温度控制器。该温度控制器控温范围宽，控制精度高，可取代传统的温控表。文中对该温控系统的软硬件结构进行了系统的分析和论述。     

远红外涂料液在烤烟烘烤上的应用效果

烘烤上应用远红外涂料具有减少烤房内各棚温差,缩短烘烤时间,节约能源,提高烟叶质量和经济效益的明显效果．因而远红外涂料液在烘烤上的应用是一项投资少、效益高的大有推广价值的新技术．     

Multicomponent polymeric engineering materials

The great advances made in polymeric structural materials over the past decade have led to their replacement of conventional materials in a wide range of uses including high-performance aerospace applications. This shift in choice of materials is based on economic advantages, simplified fabrication, freedom from corrosion, and lower weight. The trend toward use of polymeric materials will grow as the materials science of this new technology is developed. Better insight into such fundamental problems as the mechanisms by which forces are transferred to the polymer molecule, the surface interactions between polymer phases or polymer and fiber, and the molecular processes by which energy is absorbed during fracture will greatly stimulate the development of this field.     

小型便携式风光互补充电器的研究

城市中蕴含着丰富的风能和太阳能资源,为了方便、有效的利用城市中的太阳能和风能。基于60 W风光互补电源系统设计了一个小功率便携式风光互补充电控制器,将分散的能源转变为电能储存在蓄电池。单片机89C51做为智能控制核心来管理和控制风光互补充电系统,并通过89C51的一个定时器产生高频PWM配合蓄电池的BUCK充电路实现对蓄电池的智能充电,通过matlab软件对60 W风光互补电源系统电路仿真,仿真结果验证了系统参数选择的正确性和整个电源系统的安全性与可靠性。