南京航空航天大学 机电学院,江苏 南京 210016
针对现有压电振子驱动的共振隔膜泵中存在隔膜往复运动位移及位移放大比小的问题,该文设计出一种可应用于共振隔膜泵的大位移压电叠堆执行器,利用压电叠堆作电-机转换器,提高其响应速度,采用矩形弹簧结构,保证系统稳定性,提高系统的一阶固有频率。建立压电叠堆执行器的数学模型,并分析了系统的位移放大比和各阶固有频率,测试了样机的相关性能。实验结果表明,在输入激励信号幅值60 V、频率510 Hz的正弦信号下,该压电叠堆执行器输出位移为154 μm,位移放大倍数为18.11倍,研制的压电叠堆执行器具有较高的响应速度及较大的输出位移,可用于提升共振隔膜泵的输出性能。
压电叠堆执行器 压电叠堆材料 位移放大 谐振驱动 共振隔膜泵 piezoelectric stack actuator piezoelectric stack material displacement amplification resonant drive resonance diaphragm pump
1 中国科学院兰州化学物理研究所, 甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室, 环境材料与生态化学发展中心, 兰州 730000
2 中国科学院大学, 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 甘肃省水务投资有限责任公司, 兰州 730000
锂离子电池已被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和电网等领域, 深刻地影响着人们的日常生活。但是受限于其低的能量密度、安全性等问题, 需开发稳定、高效的电化学存储材料。黏土矿物因其独特的纳米结构、丰富的活性位点、高的比表面积、丰富的储量和低成本等优点, 在锂二次电池领域有着广阔的应用前景。本文首先介绍了黏土矿物纳米材料的分类、结构和化学组成等。然后, 综述了黏土矿物纳米材料在锂二次电池隔膜和固态电解质隔膜方面的应用研究进展。最后, 总结了黏土矿物在电化学储能领域的优势和不足, 并展望了其未来发展趋势。
黏土矿物 隔膜 固态电解质 锂离子电池 锂金属电池 多硫化物 锂枝晶 clay mineral separator solid electrolyte lithium ion battery lithium metal battery polysulfide lithium dendrite
长春大学 机械与车辆工程学院,吉林 长春 130022
为了探究泵腔结构参数对压电气体隔膜泵性能的影响,该文设计了一种压电气体隔膜泵的泵腔结构。首先简述了泵腔的结构设计与工作原理,推导出泵腔出口气流速度的表达式,通过仿真得出泵腔高度、气孔直径对腔体内的瞬时气压、气流速度及气体流量的影响。最后制作了泵腔样机并应用在压电气体隔膜泵中,进行了实验测试及理论分析对比。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,输出流量随着腔高的增大而减小,随着气孔直径的增大而增大,这为压电气体微泵的腔体设计提供了理论参考。
压电驱动 隔膜泵 泵腔 气泵 piezoelectric drive diaphragm pump pump cavity gas pump
1 昆明理工大学机电工程学院, 昆明 650093
2 昆明理工大学材料科学与工程学院, 昆明 650093
以废隔膜为前体, 通过一步热解碳化制备碳负极材料, 考察了温度和时间对碳化产物的影响, 并研究了碳负极材料的电化学储锂性能。结果表明, 废隔 膜的最佳碳化温度为420 ℃, 碳化时间为120 min; 用作锂离子电池负极材料时, 在50 mA/g低电流密度充/放电时的可逆放电比容量高达543.8 mAh/g; 即使在 高电流密度2000 mA/g循环1000圈后, 可逆放电比容量仍可稳定在125.0 mAh/g左右, 表现了良好的电化学储锂性能。该研究结果不仅有助于缓解废旧隔膜对环 境产生的危害, 而且能充分发挥废弃资源中的利用价值、降低电极材料的制备成本。
废隔膜 热解碳化 碳负极材料 锂离子电池 循环经济 waste separator film pyrolysis carbonization carbon anode material lithium ion battery circular economy
清华大学 化学工程系高分子研究所 先进材料重点实验室 北京 100084
锂离子电池已经得到广泛应用, 但是其隔膜安全性一直没有得到彻底解决。液晶高分子聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)具有优异的耐热、耐腐蚀、制品尺寸稳定性好等特点, 其纤维材料对位芳纶具有优异的力学性能, 因此PPTA作为锂离子电池隔膜材料具有很好的应用前景。但是将PPTA制备成多孔膜是一个巨大的技术挑战。本文从技术进展的角度, 详细综述了锂离子电池隔膜制备技术的进展情况, 对PPTA电池隔膜的各个技术路线进行比较分析。最后对本研究团队在PPTA锂离子电池隔膜领域所做工作进行简要介绍。结果表明, 利用PPTA纳米纤维制备技术可以制备出厚度、孔隙率及电池性能优异的锂离子电池隔膜, PPTA隔膜具有很好的应用前景。
锂离子电池 隔膜 纳米纤维 液晶高分子 lithium ion battery separator poly(p-phenelene terephthalamide) PPTA nanofiber liquid crystalline polymer
1 大连海事大学环境科学与工程学院, 辽宁 大连116026
2 厦门理工学院水资源环境研究所, 福建 厦门361024
研究了液相隔膜辉光放电发射光谱法对水中钾离子和钠离子的检测性能, 考察了外加电压和有机添加剂甲醇对检测灵敏度和检出限的影响。 结果表明提高外加电压和添加甲醇能提高检测灵敏度和降低检出限。 在电压850 V, 添加0.6%~0.8%甲醇时钾和钠的检出限分别为0.007和0.001 mg·L-1。 液相隔膜辉光放电发射光谱法检测水中金属离子具有背景光谱干扰小和灵敏度高的特点。
液相隔膜辉光放电 发射光谱 检测 Liquid phase diaphragm glow discharge Emission spectrum Detection 光谱学与光谱分析
2013, 33(9): 2570
1 大连海事大学环境科学与工程学院, 辽宁 大连116026
2 厦门理工学院水资源环境研究所, 福建 厦门361024
为了更好了解液相隔膜辉光放电等离子体引发的化学反应机理, 运用发射光谱法研究了稀硫酸溶液隔膜辉光放电等离子体产生的自由基, 估算了电子温度与电子密度。 结果表明: 当电压超过700 V时, 观察到了羟基自由基和氢原子的发射光谱; 当电压超过750 V时, 除了羟基自由基和氢原子外, 还观察到了氧原子的发射光谱; 这些自由基的发射强度随电压升高而升高; 稀硫酸溶液隔膜辉光放电等离子体的平均电子温度与平均电子密度分别为1.3×104 K与7.8×1017 cm-3。
液相隔膜辉光放电 发射光谱 自由基 Liquid-phase diaphragm glow discharge plasma Emission spectrum Radicals