2020年, 第8卷, 第1期　
刊出日期：2020-02-29

  

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  基于数据分析方法的动力电池系统滥用故障诊断

  柏云耀, 邹时波, 李顶根

  新能源进展. 2020, 8(1): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.001

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  为了提高对于电池滥用故障的检测能力和诊断效率,针对电动汽车动力电池系统以电压、电流和电功率作为主要控制参数的特点,提出了一种基于数据分析方法的动力电池系统滥用故障检测方法。该方法采用局部异常因子(LOF)算法和感知器网络,研究由于电池滥用对电压、电流等数据的一致性和离散分布的影响。结果表明,由于故障造成的异常数据点,其LOF值远大于正常数据,在感知器分类结果中通常输出为“0”。利用局部异常因子算法可以有效找出数据集中的异常数据点,利用LOF算法处理后的数据对感知器进行训练,可以对数据集进行快速分类,进而判断电池是否发生了滥用故障。该方法可为动力电池系统故障检测提供参考。
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  木质素基本结构、热解机理及特性研究进展

  王则祥, 李航, 谢文銮, 胡斌, 李凯, 陆强

  新能源进展. 2020, 8(1): 6-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.002

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  木质素是由三种苯基丙烷单元通过醚键和C—C键相互偶联形成的复杂高分子聚合物,并且与碳水化合物交联形成复杂的结构,其在自然界中的储量仅次于纤维素,传统木质素利用方式效率低,资源浪费严重。热解是一种重要的木质素高效转化利用技术,木质素复杂的结构特性会显著影响其热解过程和产物分布。本文综述了木质素结构和热解机理,概述了不同原料和不同提取方式木质素的热解特性,最后对木质素热解转化进行了展望,为木质素的资源化利用提供理论基础。
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  锂离子电池热安全防控技术的研究进展

  高飞, 刘皓, 吴从荣, 汪书苹, 范明豪, 汪浩

  新能源进展. 2020, 8(1): 15-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.003

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  在众多储能技术中,锂离子电池以其能量密度大、能量转换效率高、循环寿命长、应用范围广、对环境友好等优势,成为当前最具应用前景的电力系统电池储能技术之一。但现有锂离子电池体系无法从本质上保证其安全性,在使用过程中具有发生热失控乃至燃烧、爆炸等安全事故的风险。本文就锂离子电池的热失控机理、电池本体的安全设计、安全预警、电池组热失控起火的阻燃装置以及消防安全的研究进展进行了综述。
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  不同生活垃圾组分热解炭化特性与热解焦傅里叶红外光谱表征

  李文涛, 柴宝华, 王美净, 刘一秀, 高丽娟, 韩晓峰

  新能源进展. 2020, 8(1): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.004

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  对城市生活垃圾(MSW)中6种有机组分进行热解炭化和热解焦傅里叶红外光谱(FTIR)表征。实验结果表明:MSW不同有机组分热解焦产率各不相同,热解焦产率由高到低依次为纸张 > 厨余 > 木屑 > 橡胶 > 织物 > 塑料,办公废纸慢速热解时热解焦产率高达37.50%,聚乙烯(PE)快速热解时热解焦产率仅为3.20%;慢速升温时热解焦产率普遍高于快速升温热解焦产率;MSW有机组分经热解炭化后,羟基(OH)、羰基(C=O)等官能团含量减少,烯属烃及芳香类C=C键含量增加;升温速率越慢,芳香类C=C键含量越高,芳香化程度越高。
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  热纤梭菌转化木质纤维素产乙醇的研究进展

  徐惠娟, 刘文欢, 樊展源, 刘云云, 梁翠谊, 许敬亮

  新能源进展. 2020, 8(1): 28-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.005

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  热纤梭菌是一种高效的、能直接分解纤维素的嗜热厌氧菌,其转化纤维素的主要产物有乙醇、乙酸、乳酸、CO₂和H₂等,是目前最有希望实现纤维素转化工业化的菌株之一。本文综述了热纤梭菌转化木质纤维素产乙醇的相关研究,涉及热纤梭菌的代谢途径、纤维素降解机制及其在合成乙醇方面的最新进展。
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  南海北部陆坡天然气水合物成藏特征研究进展分析

  苏正, 刘丽华

  新能源进展. 2020, 8(1): 35-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.006

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  南海北部陆坡区域构造地质控制着气源、流体疏导体系、富集空间及储层物性特征,因此,东沙海域、神狐海域、西沙海槽和琼东南盆地的水合物成藏条件及控制因素具有明显差异性。东沙海域深部气体可沿断层、裂缝、不整合面、砂岩疏导层和气烟囱等通道向上运移,并形成天然气水合物,具有渗漏型水合物产出特征;神狐海域水合物成藏与规模巨大的泥底辟活动相关,并与布莱克海台天然气水合物产出特征具有相似性;琼东南盆地中央坳陷带内为天然气水合物发育的重点区,底辟、泥火山或麻坑构造与天然气水合物发育密切相关。
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  碱性双氧水预处理玉米秸秆性质研究

  侯明韬, 邢力新, 郝慧慧

  新能源进展. 2020, 8(1): 42-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.007

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  使用碱性双氧水对玉米秸秆进行预处理,可以有效提高秸秆的酶解效果。实验表明,最优预处理参数为使用分别占秸秆质量16%的 H₂O₂和25.6% 的NaOH,于40℃下预处理秸秆24 h。对经不同预处理剂处理后的秸秆进行酶解,发现NaOH及碱性双氧水预处理秸秆的酶解还原糖产量为7.48 g/L和8.26 g/L,而经H₂O及H₂O₂预处理秸秆的还原糖产量仅为1.35 g/L和1.59 g/L。通过木质纤维素含量及SEM分析发现,氢氧化钠主要作用为溶解秸秆中的木质素及半纤维素,而双氧水的存在则会破坏秸秆表面结构。计算秸秆预处理前后质量损失发现,双氧水的存在不能显著提高秸秆预处理后的质量损失,但会氧化分解被氢氧化钠溶解的大分子物质,对此过程机理及产物还需进行深入的研究。
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  连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统

  王建伟, 赵磊磊, 延廷琪

  新能源进展. 2020, 8(1): 49-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.008

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  生物质能源是一种环境友好的可再生能源,但也存在能量密度低、含水率高、碱金属含量高等缺点,导致其在热利用的过程中存在易结渣、堵灰及腐蚀、热效率不高等问题。本文结合生物质气化、炉内碱金属/硫固定、两级焦油裂解、蓄热式燃烧,以及冷凝热回收等多项先进技术,设计并搭建了连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统。以海洋贝壳类废弃物作为生物质成型燃料的添加剂和生物质焦油裂解过程的催化剂,在实现海洋废弃资源高值化利用的同时,克服了生物质热利用过程中的多项障碍,能够显著提高生物质能热利用效率,同时大幅度降低当前工业及民用供热过程中CO₂、SO_x、NO_x及烟尘的排放,具有良好的经济性与环保性。
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  黏土矿物在电池领域的应用研究进展

  胡安, 袁鸽, 张宁, 王梦琨, 郭海军, 熊莲, 陈新德

  新能源进展. 2020, 8(1): 56-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.009

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  黏土矿物是一类含水硅酸盐矿物,主要含铝、镁等元素,在我国储量丰富、价格低廉。基于其晶体结构、微观形态和物化特性,黏土矿物可用于制备电池材料,改善电池性能。本文简述了凹凸棒石(坡缕石)、海泡石、蒙脱石等黏土矿物在电池电解质、电极材料中的研究进展,对存在的问题进行了分析,为下一步的研究提出了建议。
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  三叶膨胀管换热器壳程强化传热的数值研究

  刘世杰, 涂爱民, 尹应德, 朱冬生, 陈二雄, 王飞扬

  新能源进展. 2020, 8(1): 62-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.010

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  三叶膨胀管是一种新型强化传热管,针对纵向流换热器特点,设计了三种不同管束结构参数的三叶膨胀管自支撑纵向流换热器。应用FLUENT软件及Realizable k-ε湍流模型,对三种不同结构参数的三叶膨胀管换热器壳程强化传热特性展开了数值模拟,并通过与实验数据的对比,验证了计算模型的可靠性。计算了不同壳程介质流速下,三叶膨胀管换热器壳程的换热系数与压降值,并获得了壳程流体流线以及相应的温度场、速度场和二次流分布图。结果发现,在壳程水流速一致的情况下,管束横向间距越大的三叶膨胀管换热器,壳程拥有更高的综合换热性能和更低的压降值,但相应地,换热系数也更低。流场分析显示,壳程流体流线呈现出三维纵向旋流形态,二次流的出现改变了速度场和温度场分布,二次流的强度随着管束横向间距的减小而增大。
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  染料敏化太阳能电池电子传输的数值模拟研究

  程友良, 杨卫平

  新能源进展. 2020, 8(1): 68-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.011

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  基于电子传输的扩散理论建立了染料敏化太阳能电池(DSSC)的连续性方程,使用适合于二氧化钛(TiO₂)作为光阳极的内部参数,对DSSC电子注入和传输的内在机理进行研究。分别考查温度、TiO₂膜厚、电子寿命、电子扩散系数、光照强度、吸收系数等因素对DSSC光电性能的影响,为DSSC性能的改进及光电转换效率的提高提供理论指导。
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  废旧三元锂离子电池正极有价金属的回收工艺研究

  黎华玲, 陈永珍, 宋文吉, 冯自平

  新能源进展. 2020, 8(1): 75-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.01.012

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  随着电动汽车和大规模储能市场的快速发展,锂离子电池的销量快速增长,随之产生的废旧锂离子电池数量也日益增长。其中,三元正极锂离子电池含有锂、镍、钴、锰等有价金属,具有较高的回收价值。本文以废旧三元锂离子电池正极片为原料,采用高温热处理法去除正极中的粘结剂和导电碳,以提高有价金属在酸液浸出的回收率。重点考察了高温热处理的温度和时间对有价金属酸浸出率的影响。结果表明:当三元正极热处理温度为650℃、时间为120 min时,正极中粘结剂和导电碳分解完全;在酸浸实验中,在硫酸浓度为4 mol/L,H₂O₂体积含量为11.1%、固液比为55.5g/L、反应温度为80℃、反应时间为2 h条件下,锂、镍、钴、锰的浸出率分别达到99.5%、98.9%、98.7%、98.7%。