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    基于管道應力分析的管道系統設計研究

    2019-04-12   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港新聞報道:在層狀氧化物正極材料電池的安全性測試中,過充電測試和滿電態熱箱試驗是最具挑戰性的測試,一般動力電池通過該測試較為困難。
      
      對標稱容量12Ah的三元材料動力鋰離子電池的過充電和150C熱箱兩項主要安全性指標進行了測試,測試結果表明電池具有較好的安全特性。
      
      是過充電試驗的數據和充電后的電池外形。
      
      安全性的特征。
      
      標稱容量12Ah的三元材料動力鋰離子電池的10C倍率放電時的充電特性和溫度特性(a)過充電電壓、溫度曲線(b)過充后的電池標稱容量12Ah的三元材料動力鋰離子電池的0.5C過充電電壓、溫度曲線及照片電池具有抗過充安全性的主要原因是材料的穩定性,即材料在過充電時保持穩定,不發生劇烈的放熱反應,因此電池內部的沒有出現劇烈溫升,保證電池的安全性。
      
      在過充電過程中,當電池溫度達到40C和75C時,溫度出現下降的情況,如所示。
      
      (a)充電至510ks時,電池溫度與電壓的變化的局部放大測試了3塊電池,3次的結果很相似,且均未燃燒。電池以0.5C放電倍率過充電時,當電壓充電到4.5V時,電池溫度開始升高,充電到5.1V時達到最大值80°C,然后溫度開始下降,電壓到5.3V左右急劇上升到20V,溫度也隨之升高到86C,然后溫度下降。電池過充后有微小的變形,但還基本保持原來的形狀。說明該電池在過充電時,沒有發生內部劇烈反應,具有抗過充電池恒流充電到4.55V時(6.2ks)開始迅速升溫,500s內從30C上升到40C,說明此時內部有劇烈放熱反應,此時的主要反應是電解液在正極表面被氧化,此時電壓在4.59V附近停滯了約400s,然后上升到4.673V.然后電壓開始下降,電池充電到8.2ks時,電壓下降到4.62V,此時的主要反應是氧化態(充電態)的正極材料開始與電解液反應,反應后正極材料的氧化態降低,因此電壓有回落現象。然后電壓開始回升。電池溫度在7.1~8.8ks出現下降,從39C下降到37C,然后繼續升高,見a,此時由于正極材料表面有反應產物隔離,因此電解液在正極表面被氧化的反應暫時減緩,電池產熱小于散熱,因此溫度略有下降。
      
      b是充電至15ks結束,電池溫度與電壓的變化。
      
      中國鋼管信息港新聞報道:當恒流充電到17.35ks時,電壓為5.21V,溫度達到76°C,然后再次回落至74°C(19.54ks),此時電壓為5.6V.此次溫度回落的原因是大多數反應物基本反應完畢,反應放緩,電池散熱大于產熱。恒流充電到20ks時,電壓突然升高到20V,原因是反應物消耗完畢,進行充電只能升高電壓。電池溫度跟隨升高至86C.注:1號線一兩條電池本體的溫度(大部分重合);2號線一兩條電池極耳的溫度(大部分重合);3號線一熱箱內的溫度。
      
      結果表明,過充電過程中由于產熱小和產熱緩慢,電池溫升有限,熱失控沒能發生。上述過充電試驗又重復了2次,3次結果很一致。熱箱測試前,用5A電流對電池進行充電,先恒流充電到4.2V,然后再4.2V恒壓充電到電流小于50mA,使電池完全充滿電,如所示。
      
      熱箱測試前對電池進行充電(a)溫度曲線(b)加熱后的電池外形標稱容量為12Ah的三元材料動力鋰離子電池的熱箱測試溫度曲線及加熱后的電池外形普通三元材料動力電池B安全性三元材料動力電池是熱箱試驗的溫度數據和加熱后的電池外形。
      
      測試了3塊電池,3次的結果表現一致,且均未燃燒。
      
      把充電態的電池放置于熱箱中進行加熱。電池的溫度也隨之升高,2h后,電池溫度達到155C上。為了避免繼續升溫,把熱箱的溫度調回150C恒溫,電池溫度隨之返回到150C,說明電池內部沒有劇烈放熱反應發生。之后,停留了2個多h,未見溫度變化。表明電池加熱到155C時,電池依然安全。
      
      普通三元材料動力電池很難通過上述熱箱試驗和過充電試驗,因此標稱容量12Ah的三元材料動力鋰離子電池的上述試驗結果表明,該電池具有較好的安全性,驗證了本文所述的動力電池安全性控制策略是有效的。
      
      5安全性電池的內阻和擱置性能用測試電池內阻的標準方法1kHz、25mV測試了2種三元材料制備的12Ah動力電池的內阻,結果見圖電池編號0普通三元動力鋰離子電池和安全性三元動力鋰離子電池的1kHz/25mV內阻的比較10.0表明,安全性三元材料電池的內阻普遍小于普通三元材料電池,內阻約減小20%,因此安全性電池的電性能要比普通三元材料電池的好。
      
      將電池充電至3.85V后擱置(此電壓為三元動力電池擱置的常用電壓),各取18只電池平均值,結果見1.1表明,擱置一周后普通電池的平均開路電 普通三元材料動力電池安全性三兀材料動力電池1普通三元動力鋰離子電池和安全性三元動力鋰離子電池的開路電壓隨擱置時間的變化壓為3.825V,安全性電池的平均開路電壓為3.833V.擱置6周后,普通電池平均開路電壓為3.819V,而安全性電池平均開路電壓為3.825V,與普通電池擱置1周后的電壓相同。這說明,安全性電池的自放電和化學穩定性均優于普通電池。
      
      6結論鋰離子電池安全性問題是個復雜的綜合性問題。
      
      電池安全性最大的隱患是電池隨機發生的內短路,產生現場失效,引發熱失控。控制電池熱失控是鋰離子電池安全性研究的最具挑戰的課題。
      
      通過關鍵材料的改性和添加,在電池熱失控演變過程的初期,抑制并減緩放熱反應,采用控制電池溫度升高的策略,可以在一定程度上控制現有動力電池的熱失控。本文采用改性的高性能三元材料,改性負極材料,電解質添加劑等技術手段,制備出標稱容量12Ah的三元材料動力鋰離子電池,其比能量為160Wh/kg.其10C放電容量為11Ah,其溫度升高值小于20°C,10C功率為1.250kW/kg.最快充電時間為12min(5C)。該電池的0.5C、20V過充電測試和4.2V滿電態150C/4h熱箱試驗,驗證了上述安全性控制策略的有效性。研究表明,動力鋰離子電池的安全性是可以通過綜合技術手段得到一定程度上的提高。
      
      多水源頻繁切換造成原水水質突變對給水管網水質化學穩定性產生較大的沖擊。研究針對給水管網中鐵過量釋放問題的控制技術,防止管網水質出現“黃水”問題,是十分迫切需要的。
      
      中國鋼管信息港新聞報道:國內多采用管網維護和改造技術,但由于受到人力、物力的限制,管網改造的進度相對較慢。基于水質調節支吊點(如吊零分配荷重過大或過小的不均勻點)則需人為給定荷載。大量工程實踐證明,這樣的分配條件較為理想,符合工程實際需要。
      
      4結語對于M310二代改進型濱海核電站,BOP區域的子項如聯合泵房、綜合技術管廊等中有大量非核級、非抗震的常溫常壓管道。此類管道所承受荷載有:①重力荷載,包括管道自重、保溫重、介質重等;②壓力荷載,包括內壓力和外壓力;③位移荷載,包括管道熱脹冷縮位移、端點附加位移、支承沉降等。按照上述荷載要求,對于非核級、非抗震的常溫常壓管道,從一次應力、二次應力兩層面對其進行靜力分析可滿足管道布置要求并指導支吊架設置。結合結構形式,按照子項工藝布置要求,合理選材、補償良好、疏水流暢、流阻小、安裝檢修維護方便,盡量使管系柔性、剛性合理,應力比相對較低,其次,合理排布支吊架及支吊架222給水排水Vol.38增刊2012的控制技術研究較少,特別是對于突發性管網“黃水”問題的應對技術仍是空白,而國外則多側重水質調節技術。投加磷酸鹽類緩蝕劑在美國是一種行之有效的控制管網鐵釋放的措施。聚磷酸鹽的投加量在控制給水管網鐵釋放方面是個重要的參國家高技術研究發展計劃(863)項目(2009AA06Z308);國家水體污染控制與治理科技重大專項(2009ZX07424-003);國際科技交流與合作專項(2010DFA91830)。
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