复合材料结构超级电容器专用固态聚合物电解质的制备研究进展

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作者 薛成贵 徐海兵 +1 位作者 祝颖丹 颜春 《化工新型材料》 北大核心 2025年第4期7-11,17,共6页

复合材料结构超级电容器(SSC)是一种新型的结构/储能一体化多功能复合材料,有望同时满足新能源汽车等交通工具对高效储能与结构承载的双重需求,具有广泛的应用前景。作为SSC的重要组成部分,固态聚合物电解质(SPE)肩负着载荷传递与离子... 复合材料结构超级电容器(SSC)是一种新型的结构/储能一体化多功能复合材料,有望同时满足新能源汽车等交通工具对高效储能与结构承载的双重需求,具有广泛的应用前景。作为SSC的重要组成部分,固态聚合物电解质(SPE)肩负着载荷传递与离子传导的双重功能,很大程度上决定了SSC的储能与力学性能。高性能SSC要求SPE兼具优良的离子电导率及力学性能。然而,SPE的离子电导性能与力学性能往往相互制约。制备兼具优良离子电导性能与力学性能的SPE是当前开发高性能SSC存在的主要挑战。主要对SPE制备的研究现状进行较为系统的评述,重点介绍了锂盐/有机溶剂电解液型SPE、离子液体电解液型SPE、纳米增强改性型SPE的制备方法,分析了不同制备方法对SPE及SSC性能的影响,并进一步对SPE研制面临的挑战及未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 复合材料结构超级电容器 固态树脂基电解质 锂盐 离子液体 纳米改性

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S31603复合板压力容器点蚀行为试验研究 被引量：1

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作者 宋晓俊 杨忠武 +4 位作者 豆磊 张烜玮 魏西尧 谭中炜 郭睿朋 《压力容器》 北大核心 2024年第3期8-16,共9页

针对S31603复合板压力容器不锈钢层不同点蚀深度的发展进程及穿透至碳钢层后的电偶腐蚀风险,通过预制不同点蚀深度的S31603复合板试片组,分别在实验室和现场S31603复合板压力容器内进行腐蚀试验,并对试片进行宏观分析、低倍观察、高倍... 针对S31603复合板压力容器不锈钢层不同点蚀深度的发展进程及穿透至碳钢层后的电偶腐蚀风险,通过预制不同点蚀深度的S31603复合板试片组,分别在实验室和现场S31603复合板压力容器内进行腐蚀试验,并对试片进行宏观分析、低倍观察、高倍观察及腐蚀产物表征分析。结果表明,S31603复合板预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层时发生了明显的电偶腐蚀,实验室腐蚀试验和现场试验最高点蚀速率分别达到4.954,1.023 mm/a;用S31603复合板试片预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层后碳钢优先发生电偶腐蚀;S31603复合板试片预制的点蚀坑深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,也未萌生新的点蚀,相邻点蚀坑之间也未见明显的腐蚀影响。在含Cl-的酸性腐蚀性介质环境下,当S31603复合板压力容器点蚀深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,当点蚀深度穿透至碳钢层后,会发生明显的电偶腐蚀,需要缩短S31603复合板压力容器开罐检修周期以保证安全使用。 展开更多

关键词 复合板压力容器 点蚀 S31603 腐蚀试验

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聚苯胺/活性碳复合型超电容器的电化学特性(英文) 被引量：19

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作者 王晓峰 阮殿波 +1 位作者 王大志 梁吉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2005年第3期261-266,共6页

电化学电容器作为一种新型储能器件具有广泛的应用.采用(NH4)2S2O8化学氧化聚合苯胺法制备了聚苯胺电极材料,采用化学物理二次催化活化法制备了高比表面积活性碳材料.并用循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等方法对上述电极材料的电化... 电化学电容器作为一种新型储能器件具有广泛的应用.采用(NH4)2S2O8化学氧化聚合苯胺法制备了聚苯胺电极材料,采用化学物理二次催化活化法制备了高比表面积活性碳材料.并用循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等方法对上述电极材料的电化学特性进行了研究.实验结果表明,所制备的聚苯胺电极材料具有高于420F·g-1的法拉第赝电容和良好的电化学特性,所制备的活性碳电极材料则具有160F·g-1的双电层电容量.分别采用聚苯胺作为正极,活性碳作为负极,38%硫酸作为电解液制备了复合型电化学电容器.复合型电容器工作电压达到1.4V,电容器单体比电容达到57F·g-1,最大比能量和最大真实比功率分别达到15.5W·h·kg-1和2.4W·g-1,峰值比功率达到20.4W·g-1,电容器循环工作寿命超过500次.与活性碳双电层电容器相比,复合型电容器还具有较低的自放电率. 展开更多

关键词 聚苯胺 活性碳 超电容器 复合型电容器

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FRP复合材料容器水压爆破声发射特性分析 被引量：11

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作者 李伟 李颖 +2 位作者 王少凡 马济美 王璠 《压力容器》 2012年第5期15-19,30,共6页

通过FRP复合材料容器水压爆破过程的力学性能试验研究,结合声发射技术,研究FRP复合材料容器在受压损伤及爆破过程中的声发射信号变化规律。运用参数分析法,分析了FRP复合材料容器损伤过程的声发射特性,应用费利西蒂比评价其损伤程度。... 通过FRP复合材料容器水压爆破过程的力学性能试验研究,结合声发射技术,研究FRP复合材料容器在受压损伤及爆破过程中的声发射信号变化规律。运用参数分析法,分析了FRP复合材料容器损伤过程的声发射特性,应用费利西蒂比评价其损伤程度。研究结果,为在用FRP复合材料容器的完整性评价提供试验依据。 展开更多

关键词 声发射 FRP复合材料容器 特性分析 费利西蒂比

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石墨烯基复合超级电容器材料研究进展 被引量：9

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作者 于美 李新杰 +3 位作者 马玉骁 刘瑞丽 刘建华 李松梅 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期101-111,共11页

石墨烯基复合材料因其优异的性能广泛应用于各个领域,尤其在超级电容器的研究中。本文对石墨烯基复合超级电容器材料的结构进行了分类,并分别从石墨烯-碳基复合材料、石墨烯-导电高分子复合材料、石墨烯-过渡金属化合物复合材料的角度,... 石墨烯基复合材料因其优异的性能广泛应用于各个领域,尤其在超级电容器的研究中。本文对石墨烯基复合超级电容器材料的结构进行了分类,并分别从石墨烯-碳基复合材料、石墨烯-导电高分子复合材料、石墨烯-过渡金属化合物复合材料的角度,总结了不同石墨烯基复合超级电容器材料的研究进展,重点强调了优化电极结构和提高电极性能之间的关系。同时,概述了石墨烯基复合材料在锂离子电池、太阳能电池、催化等其他方面的应用。获得高能量密度、功率密度以及长循环寿命的超级电容器是其作为电极材料的发展趋势。 展开更多

关键词 石墨烯 复合超级电容器材料 结构 应用

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提高碳纤维复合材料容器纤维强度发挥率的方法 被引量：3

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作者 李翠云 李辅安 +1 位作者 孙敏 廖英强 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期78-80,共3页

针对薄壁金属内衬碳纤维复合材料容器,采用网格理论设计和纤维发挥强度经验取值方法易导致容器实际爆破压力远远高于设计压力,纤维强度实际发挥率高于设计值的结果。本文主要分析其原因并提出解决途径和设计中的一些方法:一是可按纤维... 针对薄壁金属内衬碳纤维复合材料容器,采用网格理论设计和纤维发挥强度经验取值方法易导致容器实际爆破压力远远高于设计压力,纤维强度实际发挥率高于设计值的结果。本文主要分析其原因并提出解决途径和设计中的一些方法:一是可按纤维的实际复丝拉伸强度来进行复合材料工艺设计;二是可考虑计算内衬和树脂基体对容器结构强度的贡献量;三是可对纤维强度性能离散性高的材料进行分类管理;四是可通过开展等强度包络圈设计方法和封头部位的补强技术研究来改进。应用本文中的方法可以充分发挥复合材料容器纤维强度,降低成本,提高结构效率。 展开更多

关键词 薄壁内衬 复合材料容器 纤维发挥强度 结构效率

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复合材料容器最佳预压力的研究 被引量：7

7

作者 边文凤 王小燕 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期146-149,共4页

具有金属内衬的纤维缠绕复合材料压力容器的承载能力在很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围。根据三维弹塑性理论,并结合强度条件,提出了自增强处理提高金属内衬弹性变形范围的方法,并研究了最佳预压力的求解方法及承载能力的提高... 具有金属内衬的纤维缠绕复合材料压力容器的承载能力在很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围。根据三维弹塑性理论,并结合强度条件,提出了自增强处理提高金属内衬弹性变形范围的方法,并研究了最佳预压力的求解方法及承载能力的提高情况。结果表明,通过对容器施加预压力,使内衬达到最佳塑性状态,可提高容器的极限承载能力。 展开更多

关键词 复合材料容器 金属内衬 预压力 承载能力

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膜纸复合储能电容器的直流局部放电信号分析方法 被引量：17

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作者 冉汉政 吴广宁 +3 位作者 舒雯 张血琴 于成龙 刘华昌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期46-49,共4页

检测系统提取直流局部放电(DCPD)信号后,须进一步处理,从而准确判断缺陷状况。描述直流局部放电信号的基本参数是放电量q及放电发生时刻t,通过对膜纸复合储能电容器进行直流局部放电检测,比较了含有不同人工缺陷的电容器的基于Δt方法... 检测系统提取直流局部放电(DCPD)信号后,须进一步处理,从而准确判断缺陷状况。描述直流局部放电信号的基本参数是放电量q及放电发生时刻t,通过对膜纸复合储能电容器进行直流局部放电检测,比较了含有不同人工缺陷的电容器的基于Δt方法的二维统计分布图及指纹谱图;研究了不同寿命阶段储能电容器的q-n曲线。试验结果表明,基于Δt方法的特征谱图能用于区分电容器缺陷类型;不同电容器在老化阶段的q-n曲线变化规律并不一致,说明该曲线难以表征电容器的老化进程。最后,提出采用Δt方法来表征电容器绝缘的老化进程。 展开更多

关键词 膜纸复合储能电容器 局部放电 信号分析 老化 特征谱图

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国内外空间复合材料压力容器研究进展及发展趋势分析(一) 被引量：29

9

作者 于斌 刘志栋 +4 位作者 靳庆臣 程彬 陈威 石晓强 李兴利 《压力容器》 2012年第3期30-42,共13页

综述了国外空间系统复合材料压力容器技术的研究进展,总结了国内复合材料压力容器研究的成果,并结合国外发展情况对我国空间COPV的发展趋势进行了分析。

关键词 复合材料压力容器 研究进展 发展趋势 空间系统

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纤维缠绕复合材料压力容器渐进损伤分析 被引量：23

10

作者 王晓宏 张博明 +1 位作者 刘长喜 杜善义 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期446-452,共7页

利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性... 利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性。针对建立的有限元模型,对复合材料压力容器在一定内压下的应变进行了分析,将分析的结果与试验结果比较,验证该模型的准确性。在此基础上进行了复合材料压力容器的渐进损伤分析,获得了复合材料压力容器在外载荷逐渐增加的情况下,复合材料缠绕层逐层失效破坏的详细信息,为复合材料压力容器的设计提供一定的依据。 展开更多

关键词 复合材料压力容器 有限元建模 参数化设计语言APDL 渐进损伤

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复合材料压力容器无损检测研究现状 被引量：11

11

作者 赫晓东 赵俊青 +1 位作者 王荣国 刘文博 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期78-82,共5页

随着复合材料压力容器的研究及其在航空航天等领域的广泛应用,检测复合材料压力容器内部缺陷、损伤的无损检测技术也得到迅速的发展.总结了用于复合材料压力容器无损检测的超声波技术、声发射技术、声-超声技术、涡流检测技术、计算机... 随着复合材料压力容器的研究及其在航空航天等领域的广泛应用,检测复合材料压力容器内部缺陷、损伤的无损检测技术也得到迅速的发展.总结了用于复合材料压力容器无损检测的超声波技术、声发射技术、声-超声技术、涡流检测技术、计算机断层扫描技术、红外热波、数字散斑等主要无损检测方法,对上述方法的原理、特点、适用范围及其在复合材料压力容器无损检测中的检测特征作了简要评述;并对复合材料压力容器无损检测研究进行了展望. 展开更多

关键词 复合材料压力容器 无损检测方法 超声波 声发射 数字散斑

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纤维缠绕复合材料压力容器健康监测研究进展 被引量：14

12

作者 赵海涛 张博明 +2 位作者 武湛君 王殿富 戴福洪 《压力容器》 北大核心 2007年第3期48-53,61,共7页

阐述了纤维缠绕复合材料压力容器健康监测传感器的特点和原理,对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作中的固化过程监测、服役环境监测、内压和结构应变监测、损伤监测、爆破压力监测、泄漏监测进行了介绍和比较。最后,对纤维缠绕复合材料... 阐述了纤维缠绕复合材料压力容器健康监测传感器的特点和原理,对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作中的固化过程监测、服役环境监测、内压和结构应变监测、损伤监测、爆破压力监测、泄漏监测进行了介绍和比较。最后,对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作进行了展望,并提出了几点建议。 展开更多

关键词 复合材料压力容器 光纤光栅传感器 智能夹层 SOFO传感器 健康监测

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国内外空间复合材料压力容器研究进展及发展趋势分析(二) 被引量：10

13

作者 于斌 刘志栋 +4 位作者 靳庆臣 程彬 陈威 石晓强 李兴利 《压力容器》 2012年第4期30-41,共12页

综述了国外空间系统复合材料压力容器技术的研究进展,总结了国内复合材料压力容器研究的成果,并结合国外发展情况对我国空间COPV的发展趋势进行了分析。

关键词 复合材料压力容器 研究进展 发展趋势 空间系统

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复合板压力容器2205双相钢锻件接管开裂原因分析 被引量：3

14

作者 宋晓俊 钟文君 +3 位作者 郭旭 马超 张予杰 潘旭 《压力容器》 北大核心 2022年第12期54-61,共8页

为了找到导致复合板压力容器2205锻件接管发生开裂的原因,对锻件接管开展化学成分分析、金相检验、断口分析以及晶间腐蚀试验分析。分析结果表明,由于锻件接管的组织中存在金属间相和夹杂物,且存在微裂纹,导致接管韧性和耐腐蚀性能下降... 为了找到导致复合板压力容器2205锻件接管发生开裂的原因,对锻件接管开展化学成分分析、金相检验、断口分析以及晶间腐蚀试验分析。分析结果表明,由于锻件接管的组织中存在金属间相和夹杂物,且存在微裂纹,导致接管韧性和耐腐蚀性能下降,在腐蚀性介质环境中发生腐蚀开裂。考虑到2205热处理的特性,得出复合板压力容器在制造时应谨慎选择2205锻件材料制作接管的结论。 展开更多

关键词 复合板压力容器 双相不锈钢 接管 开裂

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国产T700S碳纤维增强复合材料压力容器的成型工艺 被引量：6

15

作者 孟祥武 郑志才 +6 位作者 孙士祥 陈艳 王强 王尚 常燕 安运成 肖亚超 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期62-68,共7页

分别采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对国产T700S碳纤维表面形貌及表面涂层进行了表征,通过NOL环实验对两种树脂体系进行优选,找到了一种与国产T700S碳纤维匹配性较好的树脂体系,然后设计正交试验,对影响?150 mm复合材料压力... 分别采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对国产T700S碳纤维表面形貌及表面涂层进行了表征,通过NOL环实验对两种树脂体系进行优选,找到了一种与国产T700S碳纤维匹配性较好的树脂体系,然后设计正交试验,对影响?150 mm复合材料压力容器成型的因素设置了不同的水平,通过正交试验比较,最终确定缠绕张力为40~50 N﹑封头补强方式为碳布补强环补强﹑胶槽温度55~60℃、刮胶板和滚胶筒间隙0.15~0.20 mm、缠绕后处理方式为玻璃布带环向/螺旋向各缠绕1层时,制作的复合材料压力容器特性指数最高(37.5 km),可作为国产T700S碳纤维进一步工程化应用的参考。 展开更多

关键词 国产T700S碳纤维 复合材料压力容器 成型工艺 容器特性指数

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AC/AgO新型复合电化学电容器研究 被引量：1

16

作者 肖成伟 孟宪玲 +2 位作者 汪继强 刘兴江 陈益奎 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期273-275,339,共4页

以活性碳(AC)为负极材料,氧化银(AgO)为正极材料,1.4g/mL的KOH水溶液为电解液,水化纤维素膜为隔膜制备了AC/AgO新型复合电化学电容器。通过交流阻抗、循环伏安、充放电循环等测试考核了其性能。实验表明,AC/AgO新型复合电化学电容器等... 以活性碳(AC)为负极材料,氧化银(AgO)为正极材料,1.4g/mL的KOH水溶液为电解液,水化纤维素膜为隔膜制备了AC/AgO新型复合电化学电容器。通过交流阻抗、循环伏安、充放电循环等测试考核了其性能。实验表明,AC/AgO新型复合电化学电容器等效串联内阻较低,有效工作电压可达到1.5V以上,具有良好的大电流放电性能和良好的充放电循环性能,以及较好的荷电保持能力。AgO电极在5A/g的电流密度下单电极比电容量达145.2F/g。电容器经过5700次充放电循环后,容量衰减小于10%。 展开更多

关键词 电化学电容器 复合电容器 氧化银

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纤维缠绕复合材料压力容器的多尺度分析与性能预测 被引量：3

17

作者 刘长喜 姜旭 +4 位作者 王佳杰 王云龙 王晓宏 毕凤阳 周威 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期115-122,共8页

纤维缠绕复合材料压力容器由纤维、基体和界面组成,其宏观性能会随着组成材料微观性能的变化而变化,为了更加科学准确地对复合材料压力容器性能进行预测,有必要建立多尺度性能预测与分析方法,将ANSYS微观分析与ABAQUS宏观分析相结合,以... 纤维缠绕复合材料压力容器由纤维、基体和界面组成,其宏观性能会随着组成材料微观性能的变化而变化,为了更加科学准确地对复合材料压力容器性能进行预测,有必要建立多尺度性能预测与分析方法,将ANSYS微观分析与ABAQUS宏观分析相结合,以此指导设计,提高其性能。此外,通过微观脱黏试验、树脂和碳纤维的拉伸试验获得复合材料微观力学参数,通过材料体系XSYT55G成形的缠绕层压板样品进行拉伸和剪切强度试验获得复合材料的宏观力学参数。采用提取的代表体积元素(RVE)进行微观失效分析,并引入渐进均匀化理论,实现微观到宏观的分析过度,同时将该分析方法应用到纤维缠绕复合材料的压力容器算例分析中。分析结果表明:RVE模型进行拉伸失效分析,Weibull模量(m)值越小,失效单元数越多,模型承载力越低;对不同纤维强度Weibull分布进行分析,m值越大,宏观模型模量峰值越晚出现,变化越剧烈;纤维强度离散性m值对爆破压力和失效过程有重要影响,随着m值增大,压力容器失效越晚,载荷变化越剧烈,爆破压力也随之增大。 展开更多

关键词 多尺度分析 性能预测 复合材料压力容器 渐进失效 爆破压力 数值分析

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氧化镍/碳纳米管复合型超级电容器的研制 被引量：14

18

作者 王晓峰 王大志 梁吉 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第2期137-141,共5页

通过电化学阴极还原的方法制备了氧化镍电极材料。经250℃脱水处理后氧化镍材料表现出法拉第赝电容的电化学特性且材料单电极比容量达到210F·g-1,优于普通活性炭材料。本文采用催化裂解法制备了碳纳米管电极材料,比容量达到了42F&#... 通过电化学阴极还原的方法制备了氧化镍电极材料。经250℃脱水处理后氧化镍材料表现出法拉第赝电容的电化学特性且材料单电极比容量达到210F·g-1,优于普通活性炭材料。本文采用催化裂解法制备了碳纳米管电极材料,比容量达到了42F·g-1。提出了采用电化学法沉积氧化镍和碳纳米管分别作为电容器正负极的新工艺,该工艺制备的复合型超级电容器的工作电位达到了1.6V,且具有良好的大电流放电特性。实验还表明该型氧化镍超级电容器具有极低的自放电率。 展开更多

关键词 氧化镍 法拉第赝电容 碳纳米管 复合型超级电容器 电化学电容器 电极材料

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新型复合电化学电容器的研究 被引量：6

19

作者 苏岳锋 吴锋 +1 位作者 赵淑红 毛立彩 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期223-226,共4页

在单体碳/碳型双电层电容器的电极中分别添加一定量具有高容量性质的活性物质,构成正、负复合电极,活性物质经激活后即可在两极存储电能。该新型复合电容器与原碳/碳型双电层电容器相比,具有更高的稳定工作电压以及较高的单电极比容量,... 在单体碳/碳型双电层电容器的电极中分别添加一定量具有高容量性质的活性物质,构成正、负复合电极,活性物质经激活后即可在两极存储电能。该新型复合电容器与原碳/碳型双电层电容器相比,具有更高的稳定工作电压以及较高的单电极比容量,可有效改善双电层电容器的比能量及安全性能。根据所加活性物质比例及所选工作电压之不同,比能量可增加45%～70%。经不同电流密度恒流充放电试验,复合电容器的功率密度、充放电效率及循环寿命等性能良好,高容量活性物质的添加对双电层电容器较高的自放电现象具有一定的抑制作用。 展开更多

关键词 复合电化学电容器 电极 活性物质 电化学特性 自放电现象

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复合型真空多层绝热低温容器真空丧失后热响应研究 被引量：4

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作者 于忠杰 朱鸣 +2 位作者 徐彬 石玉美 汪荣顺 《压力容器》 2012年第1期7-10,20,共5页

搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失研究实验台,分别利用干燥氮气及空气作为破空气源,进行了低温容器发生完全真空丧失事故后排放试验和无排放试验。排放试验中测得了复合型真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放... 搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失研究实验台,分别利用干燥氮气及空气作为破空气源,进行了低温容器发生完全真空丧失事故后排放试验和无排放试验。排放试验中测得了复合型真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放率并计算了热流密度;无排放试验中测得了复合型真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的压力上升情况和液体的温度分层。试验结果表明,导入复合型真空多层绝热低温容器绝热夹层的气体种类对其完全真空丧失后的响应有很大的影响。 展开更多

关键词 复合型多层真空绝热低温容器 真空丧失 排放率 热流密度

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