Емкость удельная: удельная емкость — это… Что такое удельная емкость?

Емкость удельная: удельная емкость — это… Что такое удельная емкость?

Posted on

Содержание

удельная емкость — это… Что такое удельная емкость?

удельная емкость
электр. permittivity

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • удельная добыча
  • удельная емкость земли

Смотреть что такое «удельная емкость» в других словарях:

  • удельная емкость — диэлектрическая проницаемость — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы диэлектрическая проницаемость EN capacitivity …   Справочник технического переводчика

  • удельная емкость химического источника тока — удельная емкость Величина, равная отношению емкости химического источника тока к его объему или массе.

    [ГОСТ 15596 82] EN volumetric capacity quotient of the capacity of a cell or battery by its volume NOTE – The volumetric capacity is… …   Справочник технического переводчика

  • Удельная емкость химического источника тока — 53. Удельная емкость химического источника тока Удельная емкость Величина, равная отношению емкости химического источника тока к его объему или массе Источник: ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и определения оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • УДЕЛЬНАЯ ФАКТИЧЕСКАЯ МГНОВЕННАЯ СКОРОСТЬ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОПУЛЯЦИИ — определяется по уравнению: где N численность популяции; t время; r максимальная специфическая скорость увеличения популяции; K емкость среды, или предельная плотность насыщения. Фактическая мгновенная удельная скорость увеличения популяции (r)… …   Экологический словарь

  • ГОСТ 15596-82: Источники тока химические. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и определения оригинал документа: 8. Аккумулятор Akkumulator Гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Электрические аккумуляторы*

    — Русский академик Якоби впервые (в 1860 г.) применил для телеграфных целей принцип вторичных батарей, т. е. батарей, которые становятся источниками Э. энергии после того, как через них пропущен ток от другого источника тока. Гастон Планте… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Электрические аккумуляторы — Русский академик Якоби впервые (в 1860 г.) применил для телеграфных целей принцип вторичных батарей, т. е. батарей, которые становятся источниками Э. энергии после того, как через них пропущен ток от другого источника тока. Гастон Планте… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • КОНДЕНСАТОР (электрический) — КОНДЕНСАТОР электрический (от лат. сondensator, тот, кто уплотняет, сгущает), устройство, предназначенное для получения нужных величин электрической емкости (см. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ) и способное накапливать (перераспределять) электрические… …   Энциклопедический словарь

  • АВСТРАЛИЯ. ЭКОНОМИКА — Экономическая история. До появления европейцев экономика Австралии основывалась на охоте и собирательстве. Этим занимались аборигены, численность которых оценивается по разному от 300 тыс. до 1,2 млн. человек. Первые английские каторжные… …   Энциклопедия Кольера

  • ГОСТ 16382-87: Оборудование электротермическое. Термины и определения — Терминология ГОСТ 16382 87: Оборудование электротермическое. Термины и определения оригинал документа: 86. Аккумулированная энергия электропечи Тепловая энергия, аккумулированная незагруженной электропечью при разогреве ее от температуры… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • РБ 039-07: Обеспечение безопасности при транспортировании радиоактивных материалов (Справочный материал к Правилам безопасности при транспортировании радиоактивных материалов, НП-053-04) — Терминология РБ 039 07: Обеспечение безопасности при транспортировании радиоактивных материалов (Справочный материал к Правилам безопасности при транспортировании радиоактивных материалов, НП 053 04): 1.

    А1 1 С1. Определение соответствует… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Величина — удельная емкость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Величина — удельная емкость

Cтраница 2

Как видно из формулы, величину удельной емкости определяют диэлектрическая проницаемость и толщина диэлектрика. Для получения большой удельной емкости применяют диэлектрики с высоким значением диэлектрической проницаемости, а также уменьшают толщину диэлектрика, которая обычно составляет десятые доли микрометра.  [16]

Пропитка воскоподобными материалами широко применяется в технологии производства бумажных конденсаторов для повышения их электрической прочности и величины удельной емкости. Поэтому повышенная диэлектрическая проницаемость, свойственная некоторым воскоподобным материалам, является положительным фактором.  [17]

При использовании элегаза в конденсаторах нужно учесть, что низкое значение диэлектрической проницаемости и сравнительно большие зазоры между электродами снижают

величину удельной емкости. С другой стороны, высокое сопротивление и очень малый угол потерь, независимость е от частоты и малая зависимость е от температуры, отсутствие явления абсорбции являются благоприятными факторами для использования газов в конденсаторах. В итоге элегаз применяется в основном в образцовых конденсаторах на напряжение до 500 кВ и редко в контурных. Общим недостатком всех устройств со сжатыми газами является необходимость поддержания давления при помощи специальных установок. Элегаз оказался наиболее пригодным газом для высоковольтных выключателей, так как обладает высокими дуго-гасящими свойствами. Последние обусловлены тем, что при температуре около 1 000 К в нем начинается диссоциация на одно — и двухатомные газы, протекающая особенно интенсивно при 2 000 К.
 [18]

На рис. 7 приведены показатели удельной емкости ( а ч / г Fe) для полученных масс по циклам. Величина снятой удельной емкости на 3 — м цикле ( 0 23 а ч / г) превосходит значение удельной емкости по ТУ ( 0 19 а ч / г) для 5-го цикла. Поэтому активность железных масс, полученных во вращающейся печи, как это показали в дальнейшем производственные испытания, полностью соответствует техническим условиям.  [20]

Величина токов / g, / с и / аг определяется напряжением сети, емкостью фаз на землю и частотой переменного тока. В расчетах пользуются величиной удельной емкости суд мкф / км.  [21]

В табл. 1 приведены значения емкости свинца в расплаве NaCl для разных величин поверхности электрода при частоте 20 кгц. Как видно из таблицы, величина удельной емкости практически не зависит от величины поверхности электрода, что позволяет пренебречь явлением затекания в данных условиях.  [22]

Значительное влияние на эти характеристики оказывает конструктивное устройство источника тока и режим его разряда. Увеличение доли веса и объема, занимаемой активными веществами, повышает

величину удельной емкости и удельной энергии.  [23]

Это равенство связывает диэлектрическую постоянную и толщину диэлектрика с удельной емкостью. Для данного материала удельная емкость определяется только толщиной; в свою очередь, удельная емкость используется для определения площади, необходимой для конденсатора с данной величиной емкости. Для величины удельной емкости, которую можно реализовать, существуют пределы, так как при толщинах менее 1000 А электрическая прочность быстро уменьшается из-за влияния пор и отдельных дефектов пленки диэлектрика.  [24]

Монолитные конденсаторы представляют собой керамические металлизированные тонкие пластинки, которые спрессовываются в пакеты. Они получили широкое применение в малогабаритной аппаратуре и предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока. По величине удельной емкости они превосходят другие виды керамических конденсаторов.  [25]

При этом на висмуте, свинце и кадмии, поверхность которых специально полировали, наблюдалось совпадение по

величинам удельной емкости двойного слоя.  [26]

Страницы:      1    2

Удельная ёмкость

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Плотность энергии

Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита. Например, у конденсатора EPCOS B4345 ёмкостью 12000 мкФ x 450 В и массой 1.9 кг плотность энергии составляет 639Дж/кг или 845Дж/л. Особенно важен этот параметр при использовании конденсатора в качестве накопителя энергии, с последующим мгновенным её высвобождением, например, в пушке Гаусса

Номинальное напряжение

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Полярность

Современные конденсаторы, разрушившиеся без взрыва из-за специально разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно из-за действия температуры и напряжения, не соответствовавших рабочим, или старения. Конденсаторы с разорванной крышкой практически неработоспособны и требуют замены, а если она просто вспучена но еще не разорвана — скорее всего скоро он выйдет из строя или сильно изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические)функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока,вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают клапан или выполняют насечку на корпусе (часто можно заметить её в форме буквы X, K или Т на торце, иногда на больших конденсаторах она прикрыта пластиком). При повышении внутреннего давления открывается клапан или корпус разрушается по насечке, испарившийся электролит выходит в виде едкого газа и иногда даже жидкости, и давление спадает без взрыва и осколков.

В старых электролитических конденсаторах никаких защит от взрыва не было. Взрывная сила частей корпуса может быть достаточно большой и травмировать человека.

Паразитные параметры

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными сопротивлениемииндуктивностью. С высокой степенью точности,эквивалентную схемуреального конденсатора можно представить следующим образом:

  • — собственная ёмкость конденсатора;

  • — сопротивление изоляции конденсатора;

  • — эквивалентное последовательное сопротивление;

  • — эквивалентная последовательная индуктивность.

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора — r

Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением r=U/Iут, гдеU— напряжение, приложенное к конденсатору,Iут— ток утечки.

Емкость удельная — Справочник химика 21

    При открывании выпускного отверстия в днище емкости удельное давление в [c.75]

    Величину определяют из кривой титрования данного ионообменника, построенной в координатах степень насыщения ионами Na (катионо-обменник) или С1 (анионообменник) — pH внешнего раствора. Если концентрация ионов Na или С1 во внешнем растворе достаточно высока (0,1 — 1 М), общая концентрация этих ионов меняется незначительно и нет необходимости в ее определении. Концентрация х (при а. = 0,5) может быть рассчитана, если известна максимальная обменная емкость, удельная масса и содержание воды  [c.94]


    Емкость двойного электрического слоя, а вследствие этого и емкостный ток [см. уравнение (3)] зависят от химической природы ионов и других веществ, находящихся в растворе. Поверхностноактивные вещества, которые сильно адсорбируются на границе раздела ртуть — раствор, увеличивают толщину двойного слоя и вследствие этого уменьшают его емкость (удельная емкость плоского конденсатора С = е/4яй(, где е — диэлектрическая проницаемость, ad — расстояние между обкладками конденсатора). Как видно из этой формулы, емкость зависит от диэлектрической проницаемости поэтому при изменении этой величины для среды, находящейся в пространстве между обкладками, меняется емкость двойного электрического слоя, а вместе с ней и емкостный ток. Такое изменение емкостного тока впервые наблюдал Гейровский [3]. Если к раствору щелочи прибавить, например, пиридин, то в определенной области потенциалов емкостный ток уменьшается. Кривая 1 на рис. 18 представляет собой зависимость емкостного тока от потенциала в растворе щелочи, кривая 2 — ту же зависимость, полученную после добавки пиридина. Резкое увеличение тока прп достаточно отрицательных потенциалах соответствует увеличению [c.49]

    Серийно выпускаемые отечественной промышленностью аккумуляторы имеют следующую удельную стоимость (руб/кВт-ч) свинцово-кислотные стартерные батареи 22—32, щелочные тяговые никель-железные аккумуляторы 30—45. Удельная стоимость зависит от емкости аккумуляторов с увеличением емкости удельная стоимость уменьшается (табл. 10.6). [c.197]

    Обменная емкость. Удельная обменная емкость ионита (емкость) выражается числом мг-экв активных функциональных групп (или фиксированных ионов, или противоионов) в 1 г матрицы ионита (Е), сухой смолы (Е ,) или набухшей смолы (Е ). Между этими единицами существуют соотношения  [c.25]

    Такой показатель в отечественной практике редко применяется для характеристики физико-механических свойств кокса. Иногда удельную насыпную массу измеряют при расчетах, связанных с заполнением коксом различных емкостей. Удельная насыпная масса изменяется под воздействием на кокс разрушающих усилий и во многом определяется крупностью кусков, их формой и распределением по размерам [c.29]

    При характеристике способности веществ к ионному обмену используют такие понятия, как удельная поверхность и обменная емкость. Удельной поверхностью называют поверхность 1 г сорбента (в м /г). Обменная емкость — это концентрация ионов в сорбенте, способная к обмену (в мг-экв/100 г при pH 7).  [c.64]


    Марка Полная обменная емкость Удельный объем, см /г Насыпная плотность, г/см Размер зерна, мм [c.289]

    Приближенно количество испаряющегося за 1 ч пропана или зимней смеси, приходящееся на 1 смоченной поверхности емкости (удельная испарительная способность в зависимости от температуры окружающей среды tв, для сухого спокойного воздуха может быть найдено по графику рис. 146. Необходимое для определения удельной испарительной способности емкости давление ри можно найти но графику (рис. 145). [c.255]

    Для относительной оценки преимуществ одних типов химических источников тока перед другими, а также для расчетов установок, питаемых ими. ограниченных четкими условиями в отноотении веса или объема, пользуются значениями удельных емкостей. Удельной емкостью называют емкость, выраженную в ач или отнесенную к единице веса или объема химических источников тока.  [c.478]

    Основная масса выпускаемых за рубежом герметичных батарей отличается сравнительно малыми габаритами и небольшой емкостью. Удельная энергия этих батарей составляет 25—30 Вт-ч/кг и 55—75Вт-ч/дм , несколько возрастая с увеличением емкости. Батареи могут разряжаться весьма различными режимами (вплоть до стартерных и импульсных разрядов током, в 300 раз превышающим ток 20-часового разряда) в широком интервале температур. [c.184]

    Универсальные малогабаритные установки характерны тем, что в них наряду с генератором применяются ванны или комплекты ванн различной емкости, удельной интенсивности и объемной плотности ультразвуковой энергии, что дает возможность использовать данные устройства для очистки изделий разной конфигурации и габаритов от различных загрязнений. Преобразователи могут быть погружными и встроенными. Диапазон мощностей генераторов от 0,015 до 1,6 кВт, емкость ванн от 0,5 до 100 л. Применение малогабаритных установок дает возможность путем компановки ванн и применения дополнительных технологических приспособлений осуществлять практически любой технологический процесс, а малые габариты позволяют устанавливать это оборудование непосредственно на рабочих местах для межопе-рационной очистки.  [c.84]

    Катионит Статическая обменная емкость, мг-экв г Потери статической обменной емкости. % Удельный объем нита, мг л, в сульфокатио- опытах к в в е 0) се 5 X хо е-5 [c.45]

перевод на английский, синонимы, антонимы, примеры предложений, значение, словосочетания

И наоборот, удельная емкость конденсаторов класса 2-MLCC приближается к емкости танталовых микросхем. Conversely, the specific capacitance of Class 2-MLCC capacitors is approaching that of tantalum chip capacitors.
Другие результаты
Продуктивность — удел роботов. Productivity is for robots.
Он наливал спирт в одну из емкостей, которые стояли на плите у Ронни. He was pouring the alcohol into a pot That ronnie had set up on a hot plate.
На сей раз мы прихватили с собой немного еды и пару емкостей с водой. We had packed some food and containers of water.
На уровне верха водосливных емкостей в проекционной связи под водосливами расположены технологические площадки. Service platforms are situated at the level of the top of water overflow reservoirs, below the water overflows.
Я могу быть только твоей ёбаной феей крестной, вот мой удел. I can only be your fucked up fairy godmother, that’s my destiny.
Они потерялись, и их удел — в неопределенность и разочарование. They are lost in a limbo of uncertainty and disappointment.
Единственный удел одной пятой человечества — борьба за то, чтобы выжить на один доллар в день. The only option for one fifth of humankind is to survive on $1 per day.
Военнослужащие сторожевого корабля обыскали все помещения этого судна, провели досмотр емкостей для хранения воды и топлива и покинул корабль в 14 ч. 10 м. Personnel from the frigate searched all parts of the vessel and inspected its water and fuel tanks before leaving at 1410 hours.
Ввиду увеличения количества генераторов и автомобилей в смете расходов предусматривается приобретение топливных емкостей. Given the increased quantity of generators and vehicles, the cost estimate includes the procurement of fuel tanks.
Расчетное давление означает давление, используемое при расчетах, требуемых признанными правилами эксплуатации емкостей высокого давления. Design pressure means the pressure to be used in calculations required by a recognized pressure vessel code.
Из оперативных емкостей россыпные отруби при помощи транспортных механизмов направляются в накопительную емкость с выделением металломагнитной примеси в потоке. From operating rates alluvial bran by transport mechanisms goes to holding tank with separation of a metallomagnetic impurity in a stream.
Его удел на новом месте — вечное унижение, отказ от претензий на справедливую долю богатства или какие-либо избирательные права. He must be abject, renouncing claims to an equitable share of the wealth of his new habitation or to any kind of political franchise.
Для изготовления внутренних емкостей не должны применяться бывшие в употреблении материалы, за исключением отходов производства или измельченных материалов, полученных в ходе этого же процесса производства. No used material other than production residues or regrind from the same manufacturing process may be used in the manufacture of inner receptacles.
Частый удел потерявших работу — длительная безработица, работа с меньшей зарплатой или далеко от дома. Displaced workers often face unemployment, a lower-paying job, or a new job far from home.
Обама часто выставлял эти противоречия в карикатурном виде, хотя такого рода беспристрастные обобщения это скорее удел ученого, нежели политика. Obama often defined such antinomies in cartoonish terms, but this was the kind of fair-minded summation one would expect of a scholar rather than a politician.
“» Тот, у кого сложилось впечатление, что факельные шествия на улицах европейских столиц — удел прошлого, глубоко заблуждается. ” Anyone under the impression that torchlight processions through the streets of European capitals are a thing of the past would be sorely mistaken.
Этот печальный удел выпал на долю спортивного общества Зубило, к великому удовольствию команды общества Шайба и части болельщиков. The unfortunate lot fell to the Zubilo team, to the great satisfaction of the Shaiba team 4 and a portion of the fans.
Сначала он хотела отмахнуться от них, заглушить их в душе, но обманывать себя — удел слабых, и ей это было несвойственно. At first she tried to stifle the thoughts, but the hard self-honesty that lay at the base of her nature would not permit it.
Очевидно, мирная гавань, где суда по-тихому загнивают, безмятежно качаясь на лёгкой зыби, не наш удел. Not for us, apparently, the placid harbor, on which voyages, near complete to bob and rot, bob and rot, be calmed.
Нет, своим высокомерием ты обрек не только себя, но и дом свой, путь свой, удел свой, город свой, и свое королевство. No, in your arrogance you have doomed not only yourself but your house, your line, your inheritance, your city, and your kingdom.
Неужто ее удел ниточку за ниточкой вплетать всю себя без остатка в жизнь Клиффорда? И так до самой смерти? Was it actually her destiny to go on weaving herself into his life all the rest of her life?
Значит, таков мой удел — слепой безумец на одной ноге, весь покрытый язвами? That is to be my destiny- a pox-ridden blind madman with one leg?
В этом случае его удел — удел пионера, а первыми пионерами христианства были апостолы, и главою их был сам спаситель. His, under such circumstances, is the destiny of the pioneer; and the first pioneers of the Gospel were the Apostles-their captain was Jesus, the Redeemer, Himself.
Такие устройства используются для досмотра вагонов, морских контейнеров, Любых металлических емкостей, где может быть что-то спрятано. This type of device can be used to scan boxcars, shipping containers, anything metal where items can be hidden.
Какое-то время, я думал, что мы проживем с водой из других квартир, из емкостей и канистр. I thought we’d be OK with the water from the other flats. Cisterns and tanks.
Мать унесена смертью, удел сына — сиротство и тирания бессердечного старика. The mother snatched away by death, the boy left to solitude and the tyranny of an old and loveless man.
Удел мой оказался таким счастливым, что если я перестану рассказывать о доброте и великодушии других, то смогу рассказать о себе лишь очень немного. My lot has been so blest that I can relate little of myself which is not a story of goodness and generosity in others.
Тяжкий удел родителей навечно, неважно, сколько ребенку лет. A parent’s plight never goes away, no matter how old your kid gets.
Таков твой удел, Мэгги, и ты должна с ним примириться. It is your lot, Meggie, and you must accept it.
Перед ним была не плачущая женщина, перед ним была вся скорбь человеческого рода, неизмеримое, безутешное горе — вечный удел людей. It was not a woman crying that he saw, it was all the woe of humankind, it was the immeasurable, the inconsolable grief that is the lot of man.
Никто не назвал бы жизнь Эллин легкой или счастливой, но легкой жизни она и не ждала, а если на ее долю не выпало счастья, то таков, казалось ей, женский удел. Ellen’s life was not easy, nor was it happy, but she did not expect life to be easy, and, if it was not happy, that was woman’s lot.
А вы намерены скрасить их удел? And you would better their lot?
Для некоторых роскошные вещи делают жизнь легче, или лучше, а другим сложнее принять, тот факт, что это удел действительно их ‘For some, these new luxuries brought ease ‘and wonder into tough, hard-working lives. ‘But for others, they made it more difficult ‘to accept the lot was truly theirs.’
Так это и есть удел жены полицейского? So is this the lot for a bobby’s wife, then?
Мне как-то поведали, что мой удел — быть спасательным судном в шторм. Someone said I’d be a sturdy tugboat in a storm.
Ужасная угроза пожара может быть от такого рода емкостей, вы знаете? These are a terrible fire hazard in this sort of container, you know?
Впервые я увидел ее 8 июня 1990 года, около 11 утра по местному времени, в Гонконге, в кабинете господина Сингха, который объявил конкурс на строительство емкостей для аммиака. I first saw her on June 8, 1990, at around 11 am, Hong Kong time, at Mr Xing’s office. He had put out a tender to build ammonia tanks.
Ах, мистер Скэддемор, я смотрю на этого молодого человека, которого сам же отдал в жертву, и вижу, сколь ничтожен удел принца! I look upon this young man whom I have sacrificed, Mr. Scuddamore, and feel how small a thing it is to be a Prince.
Но это удел трусов: недостойный, легкомысленный и имеющий серьёзные последствия. But this is a coward’s way, it is disgraceful and careless and it has serious consequences.
Я полагаю, что, чем бесплоднее и неблагодарнее почва, доставшаяся в удел христианскому пахарю, чем хуже награждается его труд, тем больше для него чести. I hold that the more arid and unreclaimed the soil where the Christian labourer’s task of tillage is appointed him-the scantier the meed his toil brings-the higher the honour.
Тогда страстное безбрачие вот наш удел. Then a passionate celibacy… is all any of us can look forward to.
Добавит ли он, как третью часть к их счастливой доле, свой горький удел? Should he place his catastrophe as a third associate in their felicity?
Удел множества людей именно таков: проявлять себя наполовину. It is the fate of many men to live thus half submerged.
Я не боюсь ни ран, ни плена, ни даже смерти, если уж таков мой удел, — меня пугает одно: чем бы ни окончилась война, возврата к прошлому уже не будет. I am not afraid of danger or capture or wounds or even death, if death must come, but I do fear that once this war is over, we will never get back to the old times.
Катание на велосипедах — это спорт, а следовательно, удел молодежи. Велосипеды существуют ради физических упражнений на вольном воздухе. Bicycling is a sport, mostly enjoyed by the young, and it is done for fresh air and exercise.
Да, это испытание, — согласился мистер Булстрод. — Но испытания суть наш земной удел и способствуют исправлению наших пороков. It is always a trial, said Mr. Bulstrode; but trial, my dear sir, is our portion here, and is a needed corrective.
Великое счастье быть известным будущим поколеньям, надеждами на которое мы так услаждались в предыдущей главе, достается в удел немногим. The great happiness of being known to posterity, with the hopes of which we so delighted ourselves in the preceding chapter, is the portion of few.
Кремация — удел язычества, и это противоречит Учению о воскрешении души. Cremation is a pagan practice and a denial of the Doctrine of Resurrection.
На потолке находятся 14 емкостей со слезоточивым газом. 14 teargas canisters fixed to the ceiling.
О, не сетуйте, ваш удел — удел избранных! Oh! do not complain; you now have the dowry of the elect.
Потом сели кругами все курени вечереть и долго говорили о делах и подвигах, доставшихся в удел каждому, на вечный рассказ пришельцам и потомству. All the kurens sat down in circles in the evening, and talked for a long time of their deeds, and of the achievements which had fallen to the share of each, for repetition by strangers and posterity.
А к этому открытию, как они полагали, их подвела та подсознательная мудрость, что достается в удел лишь родителям. They put it down to an unconscious wisdom which comes only to parents.
Выпивка и дух товарищества — удел мужчин. Drinking and looking for camaraderie are for men.
Когда магия подействует, душа Мэри освободиться и покинет этот земной удел. As the enchantment takes hold, Mary’s spirit will be free to leave this earthly plane.
Бессознательное — это удел венских буржуа начала столетия. The unconscious belongs to the Viennese Bourgeoisie from the beginning of the century.
Нельзя верить в такой дурацкий удел. We do not believe in this idiotic predestination.
Это удел очень талантливых людей. Those who make it are unbelievably talented.
Печально, но мой грузовик проехал на 15 метров дальше, чем эта воздушная стена, казалось, что я снес 600 офисных емкостей для воды. Sadly, my lorry had travelled 40 yards further than the airfield, even though I’d taken out 600 office water coolers.
Сооружение из зловонных емкостей, из кислоты и металла, четыре метра в ширину и восемь в длину, предназначалось для того, чтобы получить больше электроэнергии, чем когда-либо прежде. Four metres wide, twice as long and containing stinking stacks of acid and metal, it had been created to pump out more electricity than had ever been possible before.

Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс.

Для того чтобы нагреть на определённую величину тела, взятые при одинаковой температуре, изготовленные из различных веществ, но имеющие одинаковую массу, требуется разное количество теплоты.

Пример:

Для нагревания \(1\) кг воды на \(1 \)°C требуется количество теплоты, равное \(4200\) Дж. А если нагревать \(1\) кг цинка на \(1\) °C, то потребуется всего \(400\) Дж. 

Удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой \(1\) кг для того, чтобы его температура изменилась на \(1~°C\).
\([c]=1\frac{Дж}{кг \cdot °C}\).

Пример:

По таблице удельной теплоёмкости твёрдых веществ находим, что удельная теплоёмкость алюминия составляет \(c(Al)=920 \frac{Дж}{кг \cdot °C}\). Поэтому при охлаждении \(1\) килограмма алюминия на \(1\) градус Цельсия (\(°C\)) выделяется \(920\) джоулей энергии. Столько же необходимо для нагревания \(1\) килограмма на алюминия на \(1\) градус Цельсия (\(°C\)).

Ниже представлены значения удельной теплоёмкости для некоторых веществ.

 

Твёрдые вещества

Вещество

\(c\),

Дж/(кг·°С)

Алюминий

\(920\)

Бетон

\(880\)

Дерево

\(2700\)

Железо,

сталь

\(460\)

Золото

\(130\)

Кирпич

\(750\)

Латунь

\(380\)

Лёд

\(2100\)

Медь

\(380\)

Нафталин

\(1300\)

Олово

\(230\)

Парафин

\(3200\)

Песок

\(970\)

Платина

\(130\)

Свинец

\(120\)

Серебро

\(240\)

Стекло

\(840\)

Цемент

\(800\)

Цинк

\(400\)

Чугун

\(550\)

Сера

\(710\)

 

Жидкости

Вещество

\(c\),

Дж/(кг·°C)

Вода

\(4200\)

Глицерин

\(2400\)

Железо

\(830\)

Керосин

\(2140\)

Масло

подсолнечное

\(1700\)

Масло

трансформаторное

\(2000\)

Ртуть

\(120\)

Спирт

этиловый

\(2400\)

Эфир

серный

\(2300\)

 

Газы (при постоянном давлении и температуре \(20\) °С)

Вещество

\(c\),

Дж/(кг·°C)

Азот

\(1000\)

Аммиак

\(2100\)

Водород

\(14300\)

Водяной

пар

\(2200\)

Воздух

\(1000\)

Гелий

\(5200\)

Кислород

\(920\)

Углекислый

газ

\(830\)

 

Удельная теплоемкость реальных газов, в отличие от идеальных газов, зависит от давления и температуры. И если зависимостью удельной теплоемкости реальных газов от давления в практических задачах можно пренебречь, то зависимость удельной теплоемкости газов от температуры необходимо учитывать, поскольку она очень существенна.

 

Обрати внимание!

Удельная теплоёмкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, различна.

Пример:

Вода в жидком состоянии имеет удельную теплоёмкость, равную \(4200\) Дж/(кг·°С), в твёрдом состоянии (лёд) — \(2100\) Дж/(кг·°С), в газообразном состоянии (водяной пар) — \(2200\) Дж/(кг·°С).

Вода — вещество особенное, обладающее самой высокой среди жидкостей удельной теплоёмкостью. Но самое интересное, что теплоёмкость воды снижается при температуре от \(0\) °С до \(37\) °С и снова растёт при дальнейшем нагревании (рис. 1).

 

Рис. 1. График удельной теплоемкости воды

 

В связи с этим вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из окружающей среды огромное количество теплоты. А зимой вода остывает и отдаёт в окружающую среду большое количество теплоты. Данное явление оказывает на климат данного региона. Летом здесь нет изнуряющей жары, а зимой — лютых морозов.

 

Высокая удельная теплоёмкость воды нашла широкое применение в различных областях: от медицинских грелок до систем отопления и охлаждения.

 

Не задумывались ли вы, почему воду используют при тушении пожаров? Из-за большой теплоемкости. При соприкосновении с горящим предметом вода забирает у него большое количество теплоты. Оно значительно больше, чем при использовании такого же количества любой другой жидкости.

 

Помимо непосредственного отвода тепла, вода гасит пламя ещё и косвенным образом. Водяной пар, образующийся при контакте с огнём, окутывает горящее тело, предотвращая поступление кислорода, без которого горение невозможно.

Какой водой эффективнее тушить огонь: горячей или холодной? Горячая вода тушит огонь быстрее, чем холодная. Дело в том, что нагретая вода скорее превратится в пар, а значит, и отсечёт поступление воздуха к горящему объекту.

Источники:

Рис. 1. Автор: Epop — собственная работа, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10750129.

Что такое энергоемкость аккумулятора Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

Емкость – основная характеристика аккумулятора. От нее зависит объем энергии, которую способен накопить и отдать источник питания, и время автономной работы питающегося от него оборудования. В случае с электровелосипедами и другими видами персонального электротранспорта от емкости аккумуляторной батареи напрямую зависит расстояние пробега на 1 заряде.

В чем измеряется емкость АКБ?

В вопросе, что такое энергоемкость аккумулятора, рассматривается несколько характеристик – от удельных до абсолютных величин. В технических характеристиках емкость АКБ указывается в ампер-часах (А·ч) и/или ватт-часах (Вт·ч). Более точно возможности источника питания отражает значение в ватт-часах. Это абсолютная емкость. Ее значение показывает, какую мощность может выдавать данная АКБ на протяжении 1 часа, независимо от разрядных токов и напряжения.

Например, батарея энергоемкостью 450 Вт·ч может выдавать мощность 450 Вт на протяжении 1 часа. Удельная энергоемкость измеряется в Вт·ч/кг и показывает, какую мощность может предоставлять данная АКБ массой 1 кг на протяжении 1 часа. Чем больше удельная энергоемкость (другими словами – энергетическая плотность) элементов питания, тем меньше их масса при равной величине накапливаемой энергии.

Емкость в ампер-часах – это уже относительная величина, зависящая от номинального напряжения батареи. Например, литий-ионные аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент, а литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – 3,2 В. Для набора необходимого напряжения – 36 В, 48 В и т.д. – элементы питания соединяются в батарею последовательно. Для суммирования емкости ячеек они соединяются параллельно.

Перевод емкости из А·ч в Вт·ч

Чтобы рассчитать абсолютную постоянную энергоемкость в Вт·ч, зная значение в А·ч, нужно умножить его на номинальное напряжение АКБ:

Вт·ч (Wh) = В (V) х А·ч (Ah).

Например, для батареи емкостью 13 А·ч и вольтажом 36 В абсолютная энергоемкость составит 13 А·ч х36 В = 468 Вт·ч.

Аналогично, зная абсолютную постоянную энергоемкость батареи в Вт·ч, можно рассчитать ее реальную емкость при определенном рабочем напряжении оборудования. Для этого достаточно разделить абсолютную емкость в ватт-часах на рабочее напряжение нагрузки в вольтах:

А·ч (Ah) = Вт·ч (Wh) : В (V).

Например: 468 Вт·ч :36 В =13 А·ч, а 468 Вт·ч :24 В =19,5 А·ч.

О напряжении

Чаще всего АКБ электровелосипедов имеют рабочее напряжение 24, 36 или 48 В. С его возрастанием обычно увеличивается и максимально развиваемая скорость е-байка. Конечно, на мощность и скорость электровелосипеда влияют и другие факторы, такие как мощность мотора и эффективность трансмиссии. Но все же мощные и скоростные е-байки обычно оснащаются АКБ с напряжением 48 В и выше.

Выводы: на что влияет энергоемкость АКБ электровелосипеда

От этой характеристики зависит дальность поездок на 1 заряде батареи. Ориентировочно при езде в наиболее экономичном режиме – по ровному асфальту, без резких разгонов и торможений, встречного ветра и других препятствий – на каждый километр пути тратится 8–10 Вт·ч энергии литиевой аккумуляторной батареи (без кручения педалей). При вращении педалей велосипедист уменьшает потребляемый мотором ток, поэтому и запас энергии батареи расходуется экономнее.

Наиболее точно и наглядно емкость характеризует ее абсолютная постоянная величина, измеряемая в ватт-часах. Зная ее, легко определить и ориентировочную дальность хода на 1 заряде, и относительную емкость в ампер-часах, которая зависит от номинального напряжения питаемого оборудования.

Читайте в предыдущей статье нашего блога об интересном типе зимнего электротранспорта – электроснегокатах.

Методы эксплуатации скважин> Удельная мощность

Этот тест обычно используется для оценки продуктивности скважины с течением времени, которая выражается через ее удельную производительность, Cs. Удельная мощность определяется как:

где,

Q = скорость откачки

Δhw = просадка в скважине из-за просадки водоносного горизонта и потери скважины.

Потери в скважине возникают из-за турбулентного потока воды через экран скважины в приемную часть насоса.Результаты тестирования полезны для отслеживания изменений дебита скважин с течением времени или для сравнения дебитов разных скважин.

Удельная производительность оценивается путем нанесения расхода на линейную ось X и спада на линейной оси Y и измерения наклона аппроксимации прямой линии.

Пример теста удельной емкости показан на следующем рисунке:

Пример анализа удельной мощности доступен в проекте:

C: \ Users \ Public \ Documents \ AquiferTest Pro \ Примеры \ SpecificCapacity.HYT

Единицы измерения удельной емкости следующие:

Скорость откачки (единицы) на расстояние (футы или м) депрессии. Например:

, что становится . …

Тест удельной емкости предполагает следующее:

• Скважина закачивается с постоянной скоростью, достаточной для установления равновесной депрессии

• Глубина депрессии в скважине представляет собой комбинацию снижения гидравлического напора (давления) в водоносном горизонте и потери давления из-за турбулентного потока внутри скважина

Требования к данным для теста удельной емкости:

• Геометрия откачивающей скважины

• Просадка по сравнению сданные о дебите насосной скважины. Эти данные вводятся во вкладке Discharge, как показано ниже.

URL страницы: https: //www.waterloohydrogeologic.com/help/aquifertest/index.html? _Specific_capacity.htm

Как рассчитать удельную емкость скважины?

Удельная производительность (Q / s w ) скважины — это расход на единицу депрессии в скважине и обычно выражается в л / мин / м. Это показатель эффективности колодца. Из уравнений. (4.78), (5.89) и (5.90).

Это показывает, что удельная производительность скважины не постоянна, а уменьшается с увеличением скорости откачки (Q) и продолжительности откачки (t) (рис. 5.52). Вероятная просадка для неограниченного водоносного горизонта может быть получена из [положив R ≈ 300 r w и r w ≈ 15 см в уравнении. (5.5)]

Q / s w = T / 1,2

И для замкнутого водоносного горизонта [положив R ≈ 3000 м и r w ≈ 15 см в уравнении.(5.7)]

Q / s w ≈ T / 1,6

В среднем Q / s w = T / 1,4… (5,93)

Если скважина небольшого диаметра и закачивается с более высокой Скорость, потери на трение увеличиваются. Максимальный безопасный выход колодца или колодцевого поля — это способность водоносного горизонта поставлять воду, не вызывая постоянного понижения уровня грунтовых вод или пьезометрической поверхности, и, следовательно, ограничивается скоростью, с которой грунтовые воды пополняются за счет дождя.

Чрезмерное понижение уровня грунтовых вод путем откачки может привести к неурожаям, истощению близлежащего ручья из-за повышенных потерь на просачивание, проникновению соленой воды в прибрежные водоносные горизонты и иногда к серьезному осаждению поверхности земли.

Также из ур. (5.5) и (5.7), Q обратно пропорционально log 10 R / r w . Процент увеличения расхода для увеличения диаметра приведен в Таблице 5.21 и иллюстрирует ошибочность идеи о том, что большие скважины обязательно означают пропорционально высокие дебиты.

Эффективность скважины:

Эффективность скважины при заданной продолжительности откачки определяется по формуле —

Пример 1:

Скважина диаметром 30 см полностью проникает в бесконечную неплотную артезианский водоносный горизонт с Т = 6.5 × 10 5 л / сут / м, S = 0,0004. Построить кривые удельной производительности для скважины для t = 1 час, 1 день, 1 месяц, 1 год и 2 года при осадке, когда скважина закачивается со скоростью: (a) 600 часов в минуту, (b) 1200 часов в минуту и (c) 2000 13:00. Предположим, что коэффициент потерь в скважине составляет 1950 сек. 2 / м 5 . Какая просадка в скважине после годовой прокачки дебитом 1200 1pm?

Решение:

Удельная мощность скважины, ур. (5.92):

Аналогичным образом, положив t = 1 день, 1 месяц (30 дней), 1 год (365 дней) и 2 года (730 дней), удельная мощность вычисляется как 273, 234.5, 212 и 207 1 пм / м соответственно. Аналогичным образом для (b) Q = 1200 1pm = 0,02 м 3 / сек и t = 1 час, 1 день, 1 месяц, 1 год и 2 года, удельная производительность вычисляется как 292, 251218199 и 194 1 pm / m. соответственно, и для (c) Q = 2000 1pm = 0,0333 м 3 / сек и t = 1 час, 1 день, 1 месяц, 1 год и 2 года, удельные мощности вычисляются как 259, 226, 199 , 183 и 179 1 пм / м соответственно.

Кривые удельной производительности построены, как показано на рис.5.52. Для Q = 1200 1 час дня, t = 1 год, Q / s w = 199 1 час дня / мес.

Следовательно, депрессия в скважине в конце 1 года,

с w = 1200/199 = 6,03 м

Таким образом, удельная мощность является полезным понятием и указывает на продуктивность как водоносного горизонта, так и скважины в единственный параметр. Высокая удельная емкость указывает на эффективную (хорошо построенную и развитую) хорошую урожайность. Снижение удельной производительности может указывать на отказ скважинных экранов (из-за засорения или чего-то подобного) или снижение значений S или T из-за снижения уровня грунтовых вод или пьезометрических поверхностей.Удельная производительность снижается быстрее в безграничных водоносных горизонтах, так как снижение уровня грунтовых вод снижает T.

Графическая процедура проб и ошибок Рорабо (1953) для определения потерь в скважине по данным испытания ступенчатой ​​депрессии:

Пример 2 :

Следующие данные о депрессии по разгрузке получены из добывающей скважины в ходе ступенчатой ​​депрессии:

Определите коэффициенты потери пласта и потери скважины. Прокомментируйте полученные вами конкретные значения емкости.

Решение:

Это показывает, что график зависимости (s w / Q = B) от Q на бумаге журнала должен давать прямую линию с наклоном m = n 1 , а когда Q = 1, C = s w / Q = B. Значения B пробуются до тех пор, пока не будет получен прямой график зависимости Рис. 5.53.

Когда Q = 1, с w / Q — B — 0.44 = C, min 2 / m 5

Что меньше 0,5; следовательно, эксплуатационная скважина правильно спроектирована и разработана.

Далее,

Можно отметить, что потери в скважине быстро растут с Q, и в последнем случае они достигают 2,78 / 3,75 × 100 = 74%, поскольку n обычно находится между 2 и 3.

Так как потери в скважине зависят от n-й степени входной скорости, потери в скважине можно уменьшить, увеличив r w . Тест на ступенчатую просадку показывает, сколько напора потеряно в водоносном горизонте и сколько в скважине и вокруг нее (экран и гравийная набивка). Чрезмерные потери в скважине указывают на неправильную конструкцию и разработку скважины или износ экрана. Также значение B, полученное в результате испытания, можно использовать для оценки T водоносного горизонта, используя соответствующее уравнение потока скважины, связывающее потери пласта с Q. Удельная емкость уменьшается с увеличением Q.

Пример 3:

A Скважина 30 см полностью проходит через бесконечный неплотный артезианский водоносный горизонт с T = 600 м 2 / сутки, 8 = 0,0004. Скважина непрерывно прокачивается из расчета 60 м 3 / час.Приняв коэффициент потерь скважины 0,5 мин. 2 / м 5 и индекс n = 2,3, определите удельную мощность и депрессию в насосной скважине после 1 года засухи. Что такое КПД скважины?

Решение:

Подстановка данных через t = 1 год

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

границ | Катоды тепловой батареи высокой удельной емкости LiCu2O2 и LiCu3O3, полученные простым твердофазным спеканием

Введение

Материал на основе оксида меди был исследован как высокотемпературный сверхпроводник, электрод LiBs и катализатор из-за его хорошей электропроводности, наличия электронных дырок и магнитных взаимодействий (Nakamura et al., 2006; Lepple et al., 2017). Конечно, сам оксид меди стал объектом исследований из-за его микроструктурных деталей, проводимости и электронной структуры (Xu et al., 2019). Интерес к системе Li – Cu – O возник также из материала катода для специальной батареи, где рассматривалось возможное использование тепловой батареи Li / CuO (Liao et al. , 2020). В качестве первичной батареи тепловая батарея может быть активирована только тогда, когда температура достигает точки плавления электролита эвтектических солей (Guidotti and Masset, 2006; Masset and Guidotti, 2007; Jeong et al., 2019). Эта особенность обеспечивает длительный срок службы термобатареи, превосходную механическую прочность и способность обеспечивать высокую выходную мощность; он использовался в качестве источников энергии для управляемых ракет и неконтактных взрывателей в боеприпасах (Masset and Guidotti, 2007). Катодные материалы с плохой термической стабильностью и низкой удельной емкостью ограничивают дальнейшее развитие и применение тепловых батарей.

Соединения Li – Cu – O с высокой начальной зарядовой емкостью являются кандидатами на роль нового катодного материала, такого как Li 2 CuO 2 и LiCuO 2 (Vitins et al., 2003; Накамура и др., 2005; Пракаш и др., 2005; Arachi et al., 2012; Zhang et al., 2018). Кроме того, хорошо известные оксиды лития и меди LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 со смешанной валентной медью уникальны в системе Li – Cu – O, что приводит к высокому значению T c и являются полупроводниками с ρ 293K из 10 6 и 0,1 Ом · см (Goshall, 1986; Hibble et al. , 1990; Roessli et al., 2001; Bush, Kamentsev, 2004; Zhu et al. ., 2011; Каменцев и др., 2013; Lepple et al., 2013; Иванов и др., 2014; Буш и др., 2018). Кроме того, LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 демонстрируют отличную термическую стабильность (Hibble et al., 1990; Bush et al., 2004, 2019), что делает их хорошими катодами для тепловых батарей. На основании рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров обнаружено, что валентные состояния их атомов Cu являются смешанными одновалентными (Cu I ) и двухвалентными (Cu II ) (Lin et al., 1996; Зацепин и др., 1998).

Однако получить чистую монокристаллическую или поликристаллическую фазу LiCu 2 O 2 или LiCu 3 O 3 непросто. CuO, Cu 2 O и Li 2 CuO 2 являются для них типичными примесями (Paszkowicz et al., 2001). Поскольку часть Li 2 O или Li 2 CO 3 теряется при нагревании, это приводит к образованию CuO и Cu 2 O (Hibble et al. , 1990). LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 будут окисляться с образованием Li 2 CuO 2 при более низких температурах 310–790 ° C с кислородом (Bush et al., 2004, 2019). Следовательно, большинство методов синтеза LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 выбирают закалку от 800 до 900 ° C. Кроме того, гомогенизация и повторный нагрев необходимы для обеспечения однородности и чистоты продукта. Чтобы упростить синтетические методы, сырье смешивают в шаровой мельнице перед термообработкой в ​​этой работе. Более того, чтобы сохранить высокую чистоту, как процесс синтеза LiCu 2 O 2 , так и процесс охлаждения LiCu 3 O 3 проводят в Ar.Кроме того, были изучены микроморфология LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 и их электрохимические характеристики в качестве катодных материалов для тепловых батарей.

Экспериментальный

Синтез материалов

Все исходные материалы (таблица 1) приобретаются из коммерческих источников и используются без дополнительной очистки. Блестящие поликристаллические порошки LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 получают простым твердотельным методом.

Таблица 1 . Химические реактивы, использованные в эксперименте.

Как показано на Рисунке 1, сырье для LiCu 2 O 2 , Li 2 CO 3 , Cu 2 O и CuO помещают в агатовый сосуд с агатовыми шариками (шарик- массовое соотношение к порошку 10: 1) в соотношении 1: 1: 2, а в качестве растворителя применяют безводный этанол. Сырье измельчают в шаровой мельнице (порошок Tencan QXQM-2) в течение 6 часов при скорости вращения 400 об / мин и сушат до абсолютной температуры при 80 ° C в сушильном шкафу (Jinghong DHG-9070A).Затем смеси подвергаются термообработке при 700 ° C в течение 7 часов в трубчатой ​​печи в атмосфере проточного аргона со скоростями нагрева и охлаждения 10 ° C мин. -1 . Для синтеза LiCu 3 O 3 Li 2 O · 4CuO смешивают таким же образом, как сырье для LiCu 2 O 2 , а затем подвергают термообработке при 880 ° C для 7 ч в атмосфере, смешанной с аргоном и кислородом, со скоростью нагрева и охлаждения 10 ° C мин. –1 (процесс охлаждения только в атмосфере аргона).Темно-коричневые порошки LiCu 2 O 2 и черные порошки LiCu 3 O 3 измельчаются и хранятся на воздухе.

Рисунок 1 . Синтез порошков LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 .

Характеристики материалов

Фазовые структуры Li – Cu – O определены методом рентгеновской дифракции (XRD) на Mini Flex 600 от 5 ° (2θ) до 90 ° (2θ) с излучением Cu-Kα (λ = 0.154178 нм) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) на приборе Thermo Fisher Scientific K-ALPHA. Для всех измерений XRD разрешение сканирования поддерживается на уровне 0,01 ° со скоростью 10 ° мин. -1 . Термогравиметрический анализ (TG, Henven HCT-4) проводят при скорости нагрева 10 ° C мин. -1 от комнатной температуры до 900 ° C и скорости потока 50 мл мин -1 Ar. Анализ микроструктуры Li – Cu – O выполняется с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM, FEI Quanta 200) и просвечивающего электронного микроскопа (TEM, FEI Tecnai G2 60-300).

Подготовка отдельного теплового элемента батареи и испытание на разряд

Одиночный элемент собирали методом ламинации. Сплав Li – B диаметром 0,6 мм пробивался в диск диаметром 17,5 мм в качестве анода. Сепаратор содержит 50 мас.% Тройного цельнолитиевого солевого эвтектического электролита (LiF – LiCl – LiBr, т.пл. = 436 ° C) и 50 мас.% MgO. Как катод (0,15 г Li – Cu – O), так и сепаратор были приготовлены до Φ 17,5 мм с помощью процесса таблетирования порошка. Ячейка была собрана в перчаточном боксе с содержанием воды и кислорода <5 ppm.

Характеристики разряда

оцениваются на IT8511 плюс одноканальная программируемая электронная нагрузка (ITECH). Одиночная ячейка была зажата между двумя коллекторами. Перед испытаниями цилиндрический нагреватель из нержавеющей стали с регулируемой температурой нагревали от комнатной температуры до 500 ° C. Плотность тока разряда составляет 0,1 А · см −2 с напряжением отсечки 1,5 В (75% от пикового напряжения) при 500 ° C.

Результаты и обсуждение

Рентгенограммы обоих порошков хорошо согласуются с LiCu 2 O 2 (№ 81-0344) и LiCu 3 O 3 (№ 81-0345) соответственно (рис. 2).В свежевыращенных кристаллах присутствуют только следы посторонних фаз (LiCuO, Cu 2 O и CuO). Чистота количественного анализа порошковых дифрактограмм составляет 93,1 мас.% LiCu 2 O 2 и 93,7 мас.% LiCu 3 O 3 , которые были рассчитаны методом значения K согласно таблице 2. Причиной того, что в образцах присутствовала примесная фаза, такая как Cu 2 O или CuO, может быть потеря Li 2 CO 3 или Li 2 O во время длительного нагрева (Hibble et al., 1990), а LiCuO можно отнести к незавершенной реакции в процессе синтеза. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения (HRTEM) показала, что основным составом является LiCu 2 O 2 или LiCu 3 O 3 (рисунки 2b, c). Также можно обнаружить несколько остаточных фаз, таких как CuO и Cu 2 O. Эти результаты подтвердили, что LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 были получены успешно.

Рисунок 2.(a) Рентгенограммы и изображения просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM) (b) LiCu 2 O 2 и (c) LiCu 3 O 3 .

Таблица 2 . Информация рентгенограмм синтезированных LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 .

Химическое состояние LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 было изучено с помощью XPS (рисунки 3A – F).Их XPS-спектры ядра Cu 2p содержат интенсивные спин-орбитальные расщепленные пики для 2p 3/2 (934,1 эВ) и 2p 1/2 (954,2 эВ), сопровождаемые сателлитными пиками (939–945 эВ и 959–964 эВ), которые характерны для валентности Cu II (Zatsepin et al. , 1998; Momeni, Sedaghati, 2018). Кроме того, два оставшихся основных пика соответствуют значениям 932,4 и 952,5 эВ, представляя Cu 2p3 / 2 и Cu 2p1 / 2 из Cu I , соответственно (Wang et al., 2018; Zhou et al., 2018). Пики O 1s расположены при энергии связи 531.1 и 531,6 эВ хорошо согласуются с опубликованными значениями Cu 2 O и CuO соответственно (Han et al., 2018). Согласно рентгенограммам (рис. 2а) примесные фазы синтезированных LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 представляют собой Cu 2 O и CuO соответственно. Таким образом, Cu II в LiCu 2 O 2 и Cu I в LiCu 3 O 3 могут происходить только сами по себе. Подводя итог, можно сделать вывод о сосуществовании ионов Cu I и Cu II в LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 .

Рисунок 3 . Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) (A – C) LiCu 2 O 2 и (D – F) LiCu 3 O 3 .

LiCu 2 O 2 состоял из множества однородно распределенных кластеров со средним размером около 1 мкм (рис. 4a), что увеличивало плотность уплотнения катода. Локальное большое увеличение показало, что эти кластеры состоят из нанозерен LiCu 2 O 2 и примесной фазы Cu 2 O (рис. 2b, 4b).Как статистические данные, так и рентгенограмма показали, что средний размер зерна составляет около 40 нм, что способствует сокращению пути миграции иона лития, в то время как шероховатость поверхности кластеров может улучшить места активации электрохимической реакции и площадь контакта между ними. катодный и плавильный электролит. Шероховатость частицы может быть вызвана составом нанозерен. Однако размер кластера LiCu 3 O 3 увеличился до 2–15 мкм, которые состояли из зерен размером 20–200 нм (рис. 4в, г).Этот диапазон распределения по размерам был намного больше, чем у LiCu 2 O 2 . Таким образом, можно было ожидать, что характеристики разряда LiCu 2 O 2 будут более высокими, чем у LiCu 3 O 3 .

Рисунок 4 . Сканирующая электронная микроскопия (SEM) и просвечивающая электронная микроскопия (TEM) изображения (a, b) LiCu 2 O 2 и (c, d) LiCu 3 O 3 .

Термическая стабильность является одним из важных показателей катода термобатареи (Jin et al., 2018; Luo et al., 2020). Как показано на рисунке 5A, LiCu 2 O 2 начал разлагаться до LiCuO, Cu 2 O и O 2 при температуре около 680 ° C. Потеря веса при 380 ° C составила около 1,81%, что в основном было вызвано разложением Li 2 CO 3 . Из-за более низкого содержания и плохой кристалличности вспомогательный материал Li 2 CO 3 не мог быть обнаружен в XRD.Поскольку в качестве реагента нет Li 2 CO 3 , этот пик потери веса не может наблюдаться на кривой ТГ LiCu 3 O 3 (Рисунок 5B). В отличие от LiCu 2 O 2 , LiCu 3 O 3 сохранял стабильность при температуре ниже 900 ° C с потерей веса <1,0%. Таким образом, оба они обладают высокой термической стабильностью по сравнению с обычными катодами тепловых батарей, такими как FeS 2 и CoS 2 (Masset and Guidotti, 2008).Высокая температурная стабильность полностью удовлетворила температурные требования термоаккумулятора во время реальной разрядки.

Рисунок 5 . Кривые термогравиметрического анализа (ТГ) LiCu 2 O 2 (A) и LiCu 3 O 3 (B) .

LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 продемонстрировали отличные электрохимические характеристики (рис. 6). Напряжение LiCu 2 O 2 быстро увеличилось до пикового значения 2.06 В после активации тепловой батареи, которой может принадлежать примесная фаза Cu 2 O из LiCu 2 O 2 . Он составляет менее 2–3 с, что намного меньше, чем у вторичной Li + или металлической Li батареи при более сильном разряде тока. Платформы относительного установившегося напряжения составляли 1,95 и 1,72 В, что было примерно на 0,4 В ниже теоретических значений (Patat et al., 1991; Lepple et al., 2013) из-за сопротивления фактического разряда. Напряжение LiCu 2 O 2 постепенно уменьшалось в три этапа во время разряда.LiCu 3 O 3 также показал аналогичные характеристики разряда. Следует отметить, что пиковое напряжение LiCu 3 O 3 достигало около 2,12 В. Этот всплеск высокого напряжения проявляется в исходном материале CuO, который был значительно увеличен в LiCu 3 O 3 во время начального разряд (Liao et al., 2020). Время разряда является ключевым фактором для практического применения тепловых батарей в области обороны. В этом случае время разряда LiCu 2 O 2 достигло 997 с при высоком напряжении отсечки, равном 1. 5 В при большой плотности тока 0,1 А · см −2 . Соответствующая удельная емкость составила 423 мА ч г -1 . Поскольку частица LiCu 3 O 3 имеет большой размер и однородное распределение, она показала более низкую удельную емкость 332 мА ч г -1 , но все же выше, чем у коммерческого FeS 2 210 мА. hg −1 и CoS 2 250 мА hg −1 . И LiCu 2 O 2 , и LiCu 3 O 3 обладают отличной проводимостью и термостойкостью.

Рисунок 6 . Кривые разряда LiCu 2 O 2 (A) и LiCu 3 O 3 (B) .

После разряда поперечное сечение между LiCu 2 O 2 и электролитом показало относительно четкую границу раздела и характер частиц (рис. 7a, b). Картирование элементов Cu также показало, что небольшое количество Cu диффундировало с катода в электролит (рис. 7c). Этот интерфейс для тепловой батареи LiCu 3 O 3 стал размытым, и в электролите можно обнаружить некоторое количество меди (рисунки 7d – f).Толщина катода LiCu 3 O 3 различается больше, чем у катода LiCu 2 O 2 . Это явление известно в тепловых батареях как высокая растворимость в расплаве соли, что ухудшает характеристики батареи (Jin et al., 2017). По этой причине характеристики термобатареи LiCu 3 O 3 хуже, чем у термобатареи LiCu 2 O 2 . Показано, что LiCu 2 O 2 может поддерживать структуру при высокой температуре вместо того, чтобы быть расплавленным, образуя размытую границу раздела для LiCu 3 O 3 .Подводя итог, можно сказать, что их разрядные характеристики, особенно для катода LiCu 2 O 2 , дают новую идею для повышения удельной емкости CuO и Cu 2 O. LiCu 2 O 2 и LiCu 3. O 3 подходят для использования в качестве катодных материалов для тепловых батарей с длительным сроком службы и высокой удельной емкостью.

Рисунок 7 . Изображения катода и электролита до разряда, поперечное сечение СЭМ-изображения и соответствующее распределение Cu в тепловой батарее после разряда: (а – в) LiCu 2 O 2 и (г – е) LiCu 3 О 3 .

Выводы

Тепловая батарея представляет собой разновидность литиевой металлической первичной батареи. Характеристики высокой температуры, большого тока и длительного срока службы катодного материала требуют, чтобы он обладал высокой температурной стабильностью и высокой удельной емкостью. В этой статье LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 были синтезированы путем сочетания простой механической шаровой мельницы и техники твердофазного спекания. Учитывая превосходную термическую стабильность и высокую удельную емкость для LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 , в этой работе были разработаны два новых катодных материала для тепловой батареи (LiCu 2 O 2 или LiCu 3 O 3 | LiF-LiCl-LiBr | LiB). Электрохимические испытания показали, что оба катода демонстрируют отличную удельную емкость. Специально для LiCu 2 O 2 фактическая удельная энергия составляла до 423 мА ч г −1 с напряжением отсечки 1,5 В при 0,1 А · см −2 и 500 ° C. Это было выше, чем у коммерческих катодов тепловых батарей, таких как FeS 2 и CoS 2 . В данной статье указано, что LiCu 2 O 2 и LiCu 3 O 3 являются перспективными катодными материалами с высокой удельной емкостью для тепловой батареи.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Авторские взносы

YW и LF внесли свой вклад в концепцию и дизайн исследования. ZL и LF организовали базу данных. YW и XB выполнили статистический анализ. YW написал первый черновик рукописи. XB, ZL и LF написали разделы рукописи. Все авторы внесли свой вклад в доработку рукописи, прочитали и одобрили представленную версию.

Финансирование

Исследование проводилось при финансовой поддержке Программы развития молодых учителей Хунаньского университета (№ 2015031).

Конфликт интересов

YW и XB работали в компании The 18th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Арачи, Ю., Сецу, Т., Идэ, Т., Хиношита, К., и Наката, Ю. (2012). Обратимая электрохимическая реакция CuO с Li в системе LiCuO2. Твердотельный ион. 225, 611–614. DOI: 10.1016 / j.ssi.2011.12.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буш А.А., Бюттген Н., Гиппиус А.А., Хорватич М., Чонг М., Кретчмер В. и др. (2018). Экзотические фазы фрустрированного антиферромагнетика LiCu2O2. Phys. Ред. B 97: 054428.DOI: 10.1103 / PhysRevB.97.054428

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буш А.А., Каменцев К.Е. (2004). Электрическая нестабильность кристаллов LiCu2O2. Phys. Твердое тело 46, 445–452. DOI: 10.1134 / 1.1687858

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буш А.А., Каменцев К.Е., Тищенко Е.А. (2004). Рост кристаллов, термическая стабильность и электрические свойства LiCu2O2. Inorg. Матер. 40, 44–49. DOI: 10.1023 / B: INMA.0000012177.38378.10

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буш А.А., Каменцев К.Е., Тищенко Е.А. (2019). Рост, термогравиметрическая характеристика и электрические свойства монокристаллов LiCu3O3. Inorg. Матер. 55, 374–379. DOI: 10.1134 / S00201685146

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гошалл, Н.А. (1986). Транспорт лития в тройных катодных материалах литий-медь-кислород. Твердотельный ион. 18-19, 788–793. DOI: 10. 1016 / 0167-2738 (86)-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гуидотти, Р. А., и Массет, П. (2006). Технология термоактивируемых («тепловых») аккумуляторов_ часть I_ обзор. J. Источники энергии 161, 1443–1449. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2006.06.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Han, X., He, X., Sun, L., Han, X., Zhan, W., Xu, J., et al. (2018). Повышение эффективности фотогенерированных носителей путем закрепления in situ наночастиц Cu2O на легированном азотом пористом углеродном желтке-оболочке кубооктаэдрическом каркасе. ACS Catal . 8, 3348–3356. DOI: 10.1021 / acscatal.7b04219

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хиббл, С. Дж., Кёлер, Дж., И Саймон, А. (1990). LiCu2O2 и LiCu3O3_ — новые оксиды смешанной валентной меди. J. Химия твердого тела . 88, 534–542. DOI: 10.1016 / 0022-4596 (90)

-R

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Иванов, С. А., Анил Кумар, П., Матье, Р., Буш, А. А., Оттоссон, М., и Нордблад, П. (2014). Температурная эволюция структурных и магнитных свойств стехиометрического LiCu2O2: корреляция коэффициента теплового расширения и магнитного порядка. Solid State Sci. 34, 97–101. DOI: 10.1016 / j.solidstatesciences.2014.05.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чон, М. Г., Чо, Дж .- Х., и Ли, Б. Дж. (2019). Анализ теплопередачи тепловой батареи большой мощности и большой емкости и исследование эффективной тепловой модели. J. Источники энергии 424, 35–41. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2019.03.067

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзинь, К., Фу, Л., Чжу, Дж., Ян, В., Ли, Д., и Чжоу, Л. (2018). Катод nano-NiS2 с иерархической структурой, модифицированный углеродом, с высокой термостойкостью для высокоэнергетической тепловой батареи. J. Mater. Chem. А 6, 7123–7132. DOI: 10.1039 / C8TA00346G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзинь, К., Чжоу, Л., Фу, Л., Чжу, Дж., И Ли, Д. (2017). Характеристики синтеза и разряда NiCl2 путем модификации поверхности углеродного покрытия в качестве катодного материала тепловой батареи. Заявл. Серфинг. Sci . 402, 08–313.DOI: 10.1016 / j.apsusc.2017.01.034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каменцев К. Э., Буш А. А., Тищенко Е. А., Иванов С. А., Оттосон М., Матье Р. и др. (2013). Высокотемпературный структурный фазовый переход в мультиферроике LiCu2O2. J. Exp. Теор. Phys. 117, 320–326. DOI: 10.1134 / S1063776113100026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Леппле, М., Адам, Р., Амур, Д. М., Франке, П., Бергфельд, Т., Вадевиц, Д., и другие. (2013). Термодинамические исследования оксидов меди, используемых в качестве электродов конверсионного типа в литий-ионных батареях. J. Mater. Sci. 48, 5818–5826. DOI: 10.1007 / s10853-013-7374-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lepple, M., Rohrer, J., Adam, R., Cupid, D.M., Rafaja, D., Albe, K., et al. (2017). Термохимическая стабильность тройных соединений Li-Cu-O, стабильных при комнатной температуре, проанализирована экспериментальными и теоретическими методами. Внутр. J. Mater.Res. 108, 959–970. DOI: 10.3139 / 146.111560

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ляо, З., Фу, Л., Чжу, Дж., Ян, В., Ли, Д., и Чжоу, Л. (2020). Гибкий тонкопленочный катод из CuO с высокой удельной энергией для тепловых батарей. J. Источники энергии 463: 228237. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2020.228237

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линь, Дж. Х., Ли, К., Руан, С. К., и Су, М. З. (1996). Термостабильность LiCu2O2 и LiCu3O3. Подбородок.Chem. Lett. 7, 195–198.

Google Scholar

Ло, З., Фу, Л., Чжу, Дж., Ян, В., Ли, Д., и Чжоу, Л. (2020). Cu2O как перспективный катод с высокой удельной емкостью для тепловых аккумуляторов. J. Источники энергии 448: 227569. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2019.227569

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Массет П. и Гвидотти Р. А. (2007). Технология термоактивированных (тепловых) батарей_ часть II. расплавленные солевые электролиты. J. Источники энергии 164 397–414.DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2006.10.080

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Массет, П. Дж., И Гуидотти, Р. А. (2008). Технология термоактивируемых («тепловых») батарей Часть III. катодные материалы. J. Источники энергии 177, 595–609. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2007.11.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Момени С., Седагати Ф. (2018). Наночастицы CuO / Cu2O: простой и экологически чистый синтез, характеристика и их электрокаталитические свойства в отношении окисления формальдегида. Microchem. J. 143, 64–71. DOI: 10.1016 / j.microc.2018.07.035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Накамура К., Кавай К., Ямада К., Мичихиро Ю., Морига Т., Накабаяши И. и др. (2006). Диффузия ионов Li + в соединениях Li-Cu-O. Твердотельный ион. 177, 2775–2778. DOI: 10.1016 / j.ssi.2006.03.046

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Накамура, К., Морига, Т., Суми, А., Кашу, Ю., Мичихиро, Ю., Накабаяши, И., и другие. (2005). ЯМР-исследование диффузии ионов Li + в LiCuO2 со слоистой структурой. Твердотельный ион. 176, 837–840. DOI: 10.1016 / j.ssi.2004.11.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пашкович В., Марчак М., Воротынов А. М., Саблина К. А., Петраковский Г. А. (2001). Порошковые дифракционные исследования кристаллов LiCu2O2. Порошок Диффр. 16, 30–36. DOI: 10.1154 / 1.1314389

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Патат, С., Блант, Д. П., Чиппиндейл, А. М., и Диккенс, П. Г. (1991). Термохимия LiCuO, Li2CuO 2 и LiCu202. Твердотельный ион. 46, 325–329. DOI: 10.1016 / 0167-2738 (91) -2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пракаш, А.С., Ларчер, Д., Моркрет, М., Хегде, М.С., Лериш, Дж. Б., и Маскелье, К. (2005). Синтез, фазовая стабильность и электрохимические превращения в системе LiCuO2-Li2CuO2. Chem. Матер. 17, 4406–4415.DOI: 10,1021 / см0508266

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рёссли Б., Стауб У., Амато А., Херлах Д., Паттисон П., Саблина К. и др. (2001). Магнитные фазовые переходы в соединении с двойными спин-цепочками LiCu2O2. Physica B Condens. Дело 296, 306–311. DOI: 10.1016 / S0921-4526 (00) 00574-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витиньс, Г., Раекельбум, Э. А., Веллер, М. Т., и Оуэн, Дж. Р. (2003). Li2CuO2 в качестве добавки для увеличения емкости литий-ионных элементов. J. Источники энергии 119-121, 938–942. DOI: 10.1016 / S0378-7753 (03) 00236-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, К. Л., Тиссо, Х., Эскудеро, К., Перес-Диесте, В., Стаккиола, Д., и Вайссенридер, Дж. (2018). Редокс-свойства поверхностей Cu2O (100) и (111). J. Phys. Chem. С 122, 28684–28691. DOI: 10.1021 / acs.jpcc.8b08494

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюй, К., Манукян, К. В., Адамс, Р. А., Пол, В. Г., Чен, П., и Варма, А. (2019). Одностадийный синтез анода CuO / Cu2O / C методом сжигания раствора для создания литий-ионных аккумуляторов с длительным сроком службы. Углерод 142, 51–59. DOI: 10.1016 / j.carbon.2018.10.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зацепин Д. А., Галахов В. Р., Коротин М. А., Федоренко В. В., Курмаев Е. З. (1998). Валентные состояния ионов меди и электронная структура LiCu2O2. Phys. Ред. B 57, 4377–4381. DOI: 10.1103 / PhysRevB.57.4377

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, С.С., Фань, X., и Ван, К. (2018). Установка in-situ позволила использовать литий-металлическую батарею путем нанесения лития на медный токоприемник. Электрохим. Коммуна . 89, 23–26. DOI: 10.1016 / j.elecom.2018.02.011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhou, T., Zang, Z., Wei, J., Zheng, J., Hao, J., Ling, F., et al. (2018). Эффективное разделение носителей заряда и отличный фотоотклик в видимом свете в нанопроволоках Cu2O. Nano Energy 50, 118–125. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.05.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжу, X., Яо, Й., Сюй, Х. К., Чжоу, Ф. С., и Эль-Батаноуни, М. (2011). Температурные аномалии в структуре поверхности (001) LiCu2O2. Surf. Sci . 605, 376–382. DOI: 10.1016 / j.susc.2010.11.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Производительность измерительной скважины | WQP

Обновлено 23.02.21

Существует несколько количественных показателей производительности скважины, наиболее распространенным из которых является расход (Q), объем воды, добываемой в единицу времени.Это часто называют удельной производительностью, вертикальным расстоянием между статическим уровнем воды без перекачки.

Уровень перекачиваемой воды называется просадкой (ями), и чем больше просадка, тем выше затраты на электроэнергию. Если вы попытаетесь сбросить больше воды, чем может быть доставлено водоносным горизонтом, или которая пройдет через соединение водоносный горизонт-колодец, уровень воды в колодце будет снижаться до тех пор, пока насос не будет открыт и колодец не станет сухим.

Просадка снижена за счет строительства более эффективных скважин.Оптимизация конструкции приводит к созданию скважины, которая сводит к минимуму просадки и затраты на строительство при соблюдении требуемых скоростей и интервалов сброса.

Скважины часто закачивают с переменным дебитом, который меняется в зависимости от депрессии, а депрессия увеличивается с продолжительностью закачки.

Удельная мощность — это показатель производительности скважины (Q / s), указывающий количество воды, доступное на единицу депрессии. Уменьшение удельной емкости свидетельствует о засорении скважины; однако к тому времени, когда наблюдаются большие потери в удельной мощности, закупорка скважин прогрессирует до такой степени, что для восстановления утраченной мощности требуется восстановление, а не техническое обслуживание.

Потери удельной мощности со временем могут быть нелинейными, и такое поведение имеет негативные последствия. Во-первых, это затрудняет определение того, когда колодец требует обслуживания, чтобы избежать реабилитации. Региональная изменчивость в гидрогеологии делает универсальный подход к планированию технического обслуживания ненадежным.

Во-вторых, внезапные потери удельной мощности или значительное увеличение просадки делают невозможным получение необходимой сырой воды. В-третьих, для того, чтобы иметь надежный дебит при постоянном качестве воды, могут потребоваться дополнительные скважины при значительных затратах.

Эти негативы можно компенсировать с помощью надежных программ профилактического обслуживания. Чтобы понять причины непредсказуемости, нам необходимо изучить основные уравнения и их физическую основу в системе скважина-водоносный горизонт.

Система скважина-водоносный горизонт имеет естественное сопротивление потоку, и в результате этого сопротивления возникает просадка. Общая просадка (St) в условиях откачки может быть выражена суммой, полученной из следующего уравнения:

Уравнение 1:

Ст = Sa + Swl + Spp + Sb — Sr

Где:

Sa = сопротивление потоку грунтовых вод из водоносного горизонта;
Swl = потери в скважине, связанные с переходом от ламинарного к турбулентному потоку на или за пределами экрана скважины;
Spp = просадка из-за экрана скважины, лишь частично перекрывающего толщину водоносного горизонта из-за вертикальных составляющих потока;
Sb = просадка, вызванная конечной протяженностью водоносного горизонта; и
Sr = уменьшение просадки (накопления), вызванной локальной подпиткой водоносного горизонта.

Общая просадка увеличивается с продолжительностью закачки, потому что водоносный горизонт обезвоживается, уменьшая насыщенную толщину и увеличивая значение Sa. Что касается реабилитации и технического обслуживания скважин, то основным параметром, представляющим интерес, является потеря скважины (Swl). Мы ожидаем, что другие три переменные в уравнении 1 останутся относительно постоянными с течением времени.

На рисунке 1 показана взаимосвязь между потерями в скважине, депрессией и статическим уровнем воды и уровнем воды при перекачке. Если срок потери скважины незначительный, эффективность скважины близка к 100%, а уровень откачиваемой воды равен самому низкому уровню конуса депрессии.Скважины с высокой производительностью редко бывают эффективными на 100%, даже если они новые, из-за сочетания факторов, наиболее распространенным из которых является переход от ламинарного к турбулентному потоку.

Наша текущая способность количественно оценивать физический контроль потерь в скважине оставляет желать лучшего, хотя совокупное значение Sa и Swl можно точно измерить. Частично проблема заключается в том, что потери в скважине считаются равными по радиусу и по вертикали от экрана скважины, хотя в действительности такие условия редки. Кроме того, анализ потерь в скважине требует, чтобы мы идентифицировали радиальное расстояние перехода от ламинарного к турбулентному потоку (rw).Это расстояние плохо известно и часто произвольно задается как радиус экрана скважины.

Связь между переходом турбулентного потока rw и удельной пропускной способностью может показаться нелогичной. Турбулентный поток способствует просадке из-за потерь энергии. Вертикальные зоны водоносного горизонта с наибольшей длиной rw переходят в турбулентный поток дальше от экрана скважины, потому что это предпочтительные пути потока.

Можно ожидать, что потери энергии на больших расстояниях приведут к тому, что зоны турбулентного потока станут менее проницаемыми и в целом будут обеспечивать меньшее количество воды; однако высокие скорости являются результатом большого объема потока.Забивание снижает поток и скорость, что приводит к сокращению rw. Когда вертикально дискретные зоны добычи с высокой пропускной способностью достигают резкой точки разрыва, ускоренная потеря продукции обычно происходит без предупреждения.

Зона производительности

Во всех скважинах зоны с высокой пропускной способностью постепенно закупориваются, и сброс происходит в большей степени из каналов с более низким сопротивлением потоку, чем из зоны закупорки. Данные о просадке не дают раннего указания на эту закупорку для запуска технического обслуживания.По мере продолжения закупоривания все пути потока сокращаются, и отмечаются большие изменения в депрессии и удельной производительности.

В таблице A представлены данные до и после реабилитации, полученные из спиннерного журнала. Рассматриваемая скважина просвечивается через несколько зон добычи воды, и счетный каротаж измеряет вклад каждой зоны в общую добычу в условиях откачки.

Согласно Таблице A, зоны 1 и 2 испытали значительную потерю пропускной способности; однако скважина по-прежнему обеспечивала необходимую производительность (3000 галлонов в минуту) при более высокой депрессии.Имейте в виду, что это скважина с высокой производительностью, но колебания потока с глубиной происходят в течение коротких интервалов.

Карточка счетчика показывает, что зоны 3 и 4 обеспечивали поток, потерянный из зон 1 и 2. Когда rw в зонах 1 и 2 уменьшается до уровня ниже, чем доступно в других зонах, зоны с наивысшим rw будут подавать воду при увеличенной депрессии. . Если эти зоны различаются по качеству воды, как это происходит в большинстве зональных водоносных горизонтов, качество воды, производимой скважиной, будет изменяться по мере развития закупорки.

Если спиннерный каротаж проводился часто и для этой конкретной скважины была разработана модель развития зарождающейся закупорки до неприемлемой потери мощности, возможно, удастся обнаружить и запустить профилактическое обслуживание. Однако бревна спиннера могут быть дорогими по сравнению с уходом за ними.

Эффективные практики

Раньше для начала реабилитации рекомендовалось снижение удельной мощности от 15% до 20%. Во многих случаях может быть слишком поздно для создания достаточного разрушительного воздействия с установленным насосом, потому что значительное отложение может произойти до обнаружения потери производительности.Было бы лучше использовать подход с временными рамками (т.е. каждые три месяца, шесть месяцев или один раз в год), чем полагаться на убытки в конкретном качестве.

При использовании планового подхода интервал между техобслуживанием будет определяться географически, исходя из опыта работы в данной области.

Критические условия потери мощности обычно решаются с помощью стратегий кризисного управления или аварийного восстановления. Исторически сложилось так, что операции по техническому обслуживанию часто были неэффективными, потому что объем, степень и долговечность отложений и засорения препятствовали эффективной очистке без вытягивания насоса.Проводится реабилитация скважины, и время простоя часто растягивается на недели из-за потери воды.

Скважина восстановлена ​​в эксплуатации или заменена новым активом, и сохраняется историческая парадигма разрушения, восстановления и замены. Эффективные стратегии профилактического обслуживания очищают скважину на этапе закупоривания, когда отложения мягче и их легче удалить — единственный раз, когда техническое обслуживание приводит к эффективному восстановлению утраченной производительности.

В заключительной статье этой серии из трех частей будут обсуждаться системы профилактического обслуживания, которые были эффективны против роста бактерий в пилотной установке.

Borophene: многообещающий анодный материал, обеспечивающий высокую удельную емкость и высокую производительность для литий-ионных аккумуляторов.

Haoran Jiang родился в Шаньдуне, Китай. Он получил степень бакалавра в Школе энергетики и энергетики в Хуачжунском университете науки и технологий, Китай, в 2014 году. В настоящее время он защищает докторскую диссертацию. степень на факультете машиностроения и аэрокосмической техники Гонконгского университета науки и технологий у проф.Т.С. Чжао. Его исследования сосредоточены на изучении первых принципов металл-воздушных и металло-ионных аккумуляторов.

Цзихэн Лу родился в Нанкине, Китай. Он получил степень B.E. получил степень в Нанкинском университете науки и технологий, Китай, в 2014 году. После этого он присоединился к группе Чуччи в Гонконгском университете науки и технологий, чтобы получить степень доктора философии. степень. Его текущие исследовательские интересы включают моделирование молекулярной динамики и расчеты теории функционала плотности, применяемые к материалам для литиевых и натриевых батарей.

Маочунь Ву родился в Гуандуне, Китай. Он получил степень бакалавра химии и химической инженерии в Южно-Китайском технологическом университете в Китае в 2014 году. В настоящее время он защищает докторскую диссертацию. степень на факультете машиностроения и аэрокосмической техники Гонконгского университета науки и технологий у профессора Т.С. Чжао. Его исследования сосредоточены на литий-воздушных батареях.

Франческо Чуччи — доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии, а также химической и биомолекулярной инженерии Гонконгского университета науки и технологий.Он получил докторскую степень. Кандидат технических наук и прикладных наук Калифорнийского технологического института, где он был научным сотрудником Ротари и научным сотрудником Bechtel. Франческо работал над докторской диссертацией в Институте научных вычислений Гейдельбергского университета, где получил грант Марии Кюри от Европейского Союза и стипендию Гейдельбергской аспирантуры. До этого он окончил университет со степенью магистра наук. Имеет ученую степень по прикладной физике в Ecole Centrale Paris, Франция, и по аэрокосмической инженерии в Политехническом университете Милана, Италия.Его текущие исследования сосредоточены на топливных элементах, батареях и моделировании твердотельных ионных устройств с использованием континуума и атомистического моделирования.

Т.С. Чжао в настоящее время является заведующим кафедрой механической и аэрокосмической инженерии в HKUST, директором Энергетического института HKUST и старшим научным сотрудником Института перспективных исследований HKUST. Он является избранным членом Американского общества инженеров-механиков (ASME), членом Королевского химического общества (RSC) и высоко цитируемым исследователем в области инженерии Thomson Reuters (2014 и 2015 годы).

© 2016 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Кремний-нанографитовые аноды на основе аэрогеля для высокоэффективных литий-ионных аккумуляторов

Анализ материалов

Измерение ТГА SNGA и кремния проводилось нагреванием / охлаждением в атмосфере азота 30-850-400 ° C со скоростью 20 ° C. ° C / мин. затем 10 мин. изотерма при 400 ° C и показана на рис. 1. После этого был выполнен переход на кислородную атмосферу с последующим нагревом от 400 до 1100 ° C со скоростью 20 ° C / мин.степень нагрева. Измерение кремния методом ТГА проводили для определения точного процентного содержания кремния в композите аэрогеля. Измерение кремния методом ТГА показывает небольшое увеличение веса, указывающее на окисление кремния с образованием SiO x . Из кривой ТГА образца SNGA видно, что нет заметной потери веса в атмосфере азота. В кислородной атмосфере потеря веса составляет 64%, начиная с 400 ° C и заканчивая при 800 ° C, что соответствует горению графита 27 .На основании этого результата рассчитанное содержание кремния в структуре SNGA составляет 34,65%. SNGA, нанографит и связующее на основе альгината натрия смешивали в массовом соотношении 60:30:10 для приготовления электрода. Следовательно, процентное содержание кремния в конечном электроде составляет 20,79%.

Рисунок 1

Кривая ТГА кремния и SNGA.

Рентгенограммы Si, NG и SNGA показаны на рис. 2а. Для Si наблюдаются пять дифракционных пиков при 28,3 °, 47,0 °, 55,8 °, 68,4 ° и 75 °.5 °. Эти дифракционные пики связаны с брэгговскими отражениями от плоскостей (111), (220), (311), (400) и (331) Si-фазы (JCPDS № 27-1402) соответственно. Для NG наблюдается дифракционный пик при 26,1, что соответствует плоскости (002) графита 28 . Значительное уменьшение характерного пика кремния и нанографита, наблюдаемое на рентгенограмме SNGA, может быть связано с присутствием аморфных веществ, покрывающих структуру. Толщина и однородность аморфных веществ не позволяет рентгеновским лучам достигать кристаллических частиц кремния и чешуек нанографита, подавляя их пики на соответствующей рентгенограмме 29 .

Рисунок 2

( a ) Рентгенограмма и ( b ) спектры комбинационного рассеяния Si, NG и SNGA.

Рамановская спектроскопия была проведена для изучения структурных аспектов образцов Si, NG и SNGA. На рис. 2б показаны спектры комбинационного рассеяния Si, NG и SNGA. И Si, и SNGA показывают пик с центром при 523 см -1 , что соответствует кристаллическому Si 30 . Таким образом, очевидно, что в процессе приготовления аэрогеля фазового перехода Si не происходит. Пики, наблюдаемые при 1346, 1579 и 2720 см -1 образцов NG и SNGA, относятся к графиту.Эти пики соответствуют полосам D, G и 2D соответственно 31 . Точно так же нет изменений в графитовой фазе.

СЭМ-изображения структуры SNGA показаны на рис. 3a – c, демонстрируя присутствие наночастиц на хлопьях нанографита. Для дальнейшего анализа этих наночастиц; Были сделаны ПЭМ-изображения структуры SNGA. На рисунке 3d показано ПЭМ-изображение SNGA. Анализ ПЭМ также показывает, что в структуре SNGA наночастицы, покрывающие чешуйки нанографита, состоят из кремния / диоксида кремния; И SEM EDS, и TEM EDS показывают присутствие кремния и кислорода, однако в SEM EDS кислород находится в более высоком соотношении, что указывает на то, что кремний имеет форму SiO x (см. Дополнительную информацию).На выбранной области электронной дифракции (SAED), показанной на рис. 3e, видны кольца, состоящие из дискретных пятен. Кольца соответствуют отражениям с интервалом d 0,346 нм, 0,213 нм, 0,1924 нм, 0,121 нм и 0,105 нм. Отражения с шагом d 0,346 нм, 0,213 нм, 0,121 нм и 0,105 нм соответствуют плоскостям (002), (100), (110) и (201) графита соответственно, тогда как отражение с расстоянием d 0,1924 нм обусловлено (220 ) плоскость кремния, подразумевающая присутствие нанографита и кремния. Один вероятный механизм, описывающий образование частиц, можно понять с помощью силанового пути.PVA подвергается пиролизу при температуре около 230 ° C, быстро разлагается и далее вступает в реакцию с кремнием в атмосфере азота, образуя газообразный силан (SiH 4 ). Газ силан диффундирует по чешуйкам графита и далее подвергается термической деградации из-за высоких температур, образуя наночастицы кремния над чешуйками нанографита (как видно на изображениях SEM и TEM) 32,33 . Однако после процесса приготовления аэрогеля часть наночастиц кремния подвергается окислению, когда воздух попадает внутрь трубчатой ​​печи, образуя SiO x. Далее аэрогель NG был приготовлен по той же методике, которая описана выше. Эти структуры не показывают присутствия каких-либо наночастиц на хлопьях нанографита (см. Дополнительную информацию на рис. 4). По изображению SEM, оценочное количество наночастиц кремния в структуре SNGA составляет около 10,37 (2) вес.%. (подробности см. в дополнительной информации). Следовательно, количество наночастиц кремния в электроде SNGA / NG составляет 6,2 (2) мас.%. Следовательно, в электроде СНГА / НГ из 20.79 кремний, 6,2 — это наноразмерный кремний, а остальные 14,59 — это микрочастицы кремния.

Рисунок 3

SEM-изображения ( a — c ), TEM-изображение ( d ) и соответствующий шаблон SAED ( e ) SNGA.

Рис. 4

СЭМ-изображения ( a , b ) электродов NG и ( c , d ) SNGA / NG при разном увеличении.

Анализ электродов

СЭМ-изображения электродов NG и SNGA / NG при 20 мкм и 100 мкм показаны на рис.4а – г соответственно. Как видно из рис. 4а, б, электрод НГ содержит чешуйки нанографита разного размера, которые наложены друг на друга. В этих структурах наблюдается небольшое количество пор, которые образуются за счет наложения хлопьев нанографита разного размера. Однако рис. 4c, d демонстрирует, что электрод SNGA / NG, который содержит аэрогели Si-нанографита с нанографитом, показывает большое количество мелких и крупных пор с относительно меньшими чешуйками нанографита.

Механизм зарядки / разрядки электрода SNGA / NG (в качестве анода) для литий-ионных аккумуляторов был исследован с использованием CV.Измерения CV проводились на полуэлементах в диапазоне напряжений от 0,01 до 2,0 В при скорости сканирования 0,1 мВ с -1 в течение пяти циклов, как показано на фиг. 5a. Катодный пик наблюдается от 0,78 до 0,46 В при первом сканировании, что связано с образованием тонкого слоя SEI. Этот пик исчезал в последовательных циклах, указывая на формирование SEI в первом цикле. Другой катодный пик наблюдается в первом цикле при 0,01 В, что характерно для литирования кристаллического и аморфного Si.Он разделяется на два пика при 0,16 и 0,01 В во втором цикле и становится более резким в последующих циклах 34 . Эти пики относятся к литированию Si и образованию сплава Li-Si. В первом цикле один анодный пик при 0,29 В характерен для аморфного Si и расщепляется на два пика при 0,29 и 0,49 В во втором цикле и становится более резким в последующих циклах. Эти пики соответствуют фазовому переходу от сплава Li-Si к Si. После первого цикла интенсивность катодных и анодных пиков увеличивается, что указывает на улучшение кинетики внедрения и извлечения Li.

Рисунок 5

( a ) Циклические вольтамперограммы электрода SNGA / NG при скорости сканирования 0,1 мВ с −1 . ( b ) Типичные профили заряда-разряда электрода SNGA / NG на 1 st (0,09 C), 5 th (0,09 C), 25 th (0,27 C), 50 th ( 0,45 ° C), 100 -й (0,9 ° C) и 200 -й (0,09 ° C) циклов. ( c ) Удельная емкость электродов SNGA / NG, NG и SNG при плотности тока 100 мА г −1 (эквивалент 0.09 C). ( d ) Кулоновский КПД в зависимости от количества циклов электродов SNGA / NG, NG и SNG. ( e ) Оценить рабочие характеристики электродов SNGA / NG, NG и SNG при различных плотностях тока 0,1 А г -1 (0,09 C), 0,3 А г -1 (0,18 C), 0,5 А г — 1 (0,45 C) и 1 A g −1 (0,9 C).

Для изучения электрохимических характеристик электрода SNGA / NG были проведены гальваностатические измерения заряда-разряда при плотности тока 100 мА г -1 (эквивалент 0.09 C) в диапазоне напряжений от 0 до 1,5 В. Измерения гальваностатического заряда-разряда электродов NG и SNG также проводились для сравнения при той же плотности тока и диапазоне напряжений. Типичные профили заряда-разряда электрода SNGA / NG на циклах 1 st , 5 th , 25 th , 50 th , 100 th и 200 th показаны на рис. 5б. Плотность тока в циклах 1 st , 5 th , 25 th была равна 0.1 A g −1 и 50 th , 100 th и 200 th циклов составлял 0,3 A g −1 (0,27 C), 1 A g −1 (0,9 C ) и 0,1 А г −1 соответственно. Первый разряд показывает два наклона между 0,78–0,46 В и 0,16–0,01 В, которые могут быть коррелированы с катодными пиками, наблюдаемыми в том же месте в разряде первого цикла в CV. Это во многом определяет емкость электрода. Наклон от 0,78 до 0.46 В (что соответствует образованию стабильного слоя SEI) исчезает в последующих циклах, в то время как наклон между 0,16 и 0,01 В присутствует в разряде последующих циклов. Судя по профилям заряда-разряда электрода SNGA / NG, плато между 0,16–0,01 В присутствуют до 200 циклов, что указывает на то, что литиирование-делитирование происходит в частицах Si без измельчения и разрушения от токосъемника.

На рис. 5c, d показаны характеристики цикла и соответствующий кулоновский КПД электродов SNGA / NG, NG и SNG при плотности тока 100 мА г -1 .В первом цикле электрод SNGA / NG имеет разрядную емкость 1050 мАч g −1 и зарядную емкость 1072,2 мАч g −1 с кулоновской эффективностью 97,9%, тогда как электрод NG имеет разрядную емкость. 325,8 мАч g −1 и зарядная емкость 318,7 мАч g −1 с кулоновской эффективностью 102,2%, а электрод SNG имеет разрядную емкость 890,7 мАч g −1 и зарядную емкость 870,6 мАч g −1 с кулоновской эффективностью 102.3%. Во втором цикле разрядная емкость уменьшается до 944,4 мАч g -1 , 319,8 мАч g -1 и 577,4 мАч g -1 для SNGA / NG, NG и SNG соответственно. Наконец, в цикле 30 -й разрядная емкость уменьшается до 603,1 мАч г -1 , 310 мАч г -1 и 293,7 мАч г -1 для SNGA / NG, NG и SNG, соответственно. Удельная емкость электрода SNGA / NG выше, чем электродов NG и SNG во всех циклах. Электроды SNGA / NG и SNG имеют одинаковое процентное содержание кремния, но есть существенная разница в их емкости и сохранении емкости.

Зарядно-разрядные исследования электродов SNGA / NG, NG и SNG проводились при различных плотностях тока 0,1 A g -1 (0,09 C), 0,3 A g -1 (0,27 C), 0,5 A g -1 (0,45 C) и 1 A g -1 (0,9 C), и соответствующие результаты представлены на рис. 5e. Удельная емкость электродов SNGA / NG, NG и SNG в цикле 25 th составляет 622,5 мАч g -1 , 310,2 мАч g -1 и 304,8 мАч g -1 соответственно, при плотности тока из 0.1 А г −1 . После увеличения приложенной плотности тока до 0,3 А г −1 (после 25 циклов) емкость падает на 17% в электроде SNGA / NG, на 7% в электроде NG и на 41% в электроде SNG, оставаясь почти постоянной. после. Когда приложенная плотность тока увеличивается до 0,5 А г -1 (после 50 циклов), наблюдается уменьшение удельной емкости на 13%, 7% и 30% в электродах SNGA / NG, NG и SNG соответственно. оставаясь постоянным после этого. Принимая во внимание, что при более высоких плотностях приложенного тока (1 А г -1 ), наблюдается уменьшение удельной емкости на 22%, 20% и 49% электродов SNGA / NG, NG и SNG, соответственно, которая остается постоянной.При 100 -х циклах емкость электрода SNGA / NG значительно больше, чем у электродов NG и SNG. Далее, измерения циклической стабильности проводились на электроде SNGA / NG при приложенной плотности тока 1 A g -1 до 189 циклов и продолжались до 200 циклов при 0,1 A g -1 . Соответствующие результаты показаны на рис. 5д. Когда приложенная плотность тока снижается до 0,1 А г -1 (после 189 циклов), восстанавливается 74% удельной емкости и обеспечивается стабильная емкость для электрода SNGA / NG.Это указывает на то, что Si продолжает вносить вклад в удельную емкость электрода до 200 циклов.

Удельная емкость электрода SNGA / NG для первого цикла составляет 1050 мАч г -1 (что почти эквивалентно теоретической емкости 1084 мАч г -1 , рассчитанной на основе веса кремния и нанографита) который снижается до 603,1 мАч г -1 после 30 циклов измерения при плотности тока 0,1 А г -1 . Сохранение емкости электрода SNGA / NG составляет 57% для цикла 30 th .Сравнение его с предыдущими исследованиями чистого кремния, измельченного кремния и термообработанного кремния, которые показывают сохранение емкости 33%, 32% и 52% соответственно для 30 -го цикла , измеренного при плотности тока 0,1 А г -1 35 . Кроме того, для цикла 100 th сохранение емкости для SNGA / NG составляет 52%, в то время как для чистого кремния, измельченного кремния и термообработанного кремния сохранение емкости составляет 17%, 31% и 19% соответственно 35 .

Цзян и др. . 29 синтезировали наночастицы Si (размер ~ 10 нм) путем кислотного травления порошка сплава Al-Si и дополнительно подготовили бумагу Si / GO с последующим термическим восстановлением при 700 ° C. Электрохимическое исследование показывает, что указанный электрод имеет снижение емкости на 47% от начальной емкости (от 3200 мАч g -1 до 1500 мАч g -1 за 3 rd цикл). Емкость рассчитывалась исходя только из веса активных частиц кремния. Основываясь на этих расчетах, электрод SNGA / NG имеет емкость 2365 мАч г -1 после 100 циклов, что на 58% выше, чем в этом отчете 29 .Лю и др. . подготовила гель на основе кремния, в котором ядро ​​Si покрыто слоями оболочки из фитиновой кислоты, с помощью легкого метода высокоэнергетической шаровой мельницы. Емкость рассчитывалась исходя из веса активных частиц кремния. Электрод на основе геля имеет емкость 1300 мАч г -1 при 0,42 А г -1 , в то время как электрод SNGA / NG показал емкость 1915 мАч г -1 при 0,5 А г -1 через 50 -й цикл . что на 47% выше гелевого электрода 36 .

По сравнению с приведенными выше результатами, электрод SNGA / NG, приготовленный с использованием частиц кремния микронного размера, показал гораздо лучшую удельную емкость и сохранение емкости. SNGA готовится простым, масштабируемым и экономичным методом по сравнению с методами, описанными выше. Удельная энергия электрода SNGA / NG составила 787 Вт · ч · кг –1 для первого цикла и для 200 -го цикла , удельная энергия составила 341,25 Вт · ч · кг -1 , что значительно выше, чем у коммерческих автомобильных аккумуляторов. на основе кремниевых анодов 37 .

Из рис. 5c видно, что для 30 -го цикла удельная емкость SNGA / NG и электрода NG составляет 603,1 мАч г -1 и 310 мАч г -1 соответственно. Учитывая массовую долю нанографита в электроде SNGA / NG, он дает 238,7 мАч г -1 в общей удельной емкости электрода, в то время как ожидаемый вклад нанокремния в удельную емкость составляет 364,4 мАч г -1 , что подразумевает вес электрода. нанокремния в электроде СНГА / НГ — 10.41% (указано в таблице 1). Фактический вес нанокремния составляет 6,2%, в то время как ожидаемое значение 10,41% находится в пределах верхней границы геометрического стандартного отклонения веса нанокремния, то есть 12,4% (подробности см.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *