多孔碳在不同电解液中的电容性能研究

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作者 熊枫 杨梦召 刘庆雷 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期732-739,共8页

多孔碳材料凭借其低成本和高循环稳定性的优势成为目前商业双电层超级电容器(electrical double-layer supercapacitor, EDLC)的主要活性材料,其孔结构对容量和倍率性能有着决定性影响。在保持测试条件一致的前提下,系统地比较了5种不... 多孔碳材料凭借其低成本和高循环稳定性的优势成为目前商业双电层超级电容器(electrical double-layer supercapacitor, EDLC)的主要活性材料,其孔结构对容量和倍率性能有着决定性影响。在保持测试条件一致的前提下,系统地比较了5种不同孔径分布的多孔碳在水系电解液(1 mol·L~(-1) H_2SO_4)、有机电解液(ACN/EMIMBF_4)和离子液体电解液(EMIMBF_4)中的性能差异。研究结果表明,微孔和介孔分别在提高比容量和倍率性能上具有各自的优势。此外,研究还发现向纯离子液体中添加乙腈(ACN)溶剂不仅可以整体提高5种多孔碳的倍率性能,同时还能在一定程度上缩小微孔碳材料与介孔碳材料在容量保持率上的差距,弥补微孔材料倍率性能上的不足。当混合电解液中ACN的比例增加时,多孔碳材料的倍率性能逐渐提升,并在ACN和EMIMBF_4的体积比为3∶1时达到稳定值;而容量则是先增大后减小,在ACN和EMIMBF_4体积比为1∶3时达到最大值。本研究为目前以微孔活性炭为主的超级电容器的性能提升提供了借鉴。 展开更多

关键词 双电层超级电容器 多孔碳 孔结构 离子液体 有机溶剂

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遗态及其功能复合材料 被引量：2

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作者 刘庆雷 刘元超 +3 位作者 张旺 顾佳俊 范同祥 张荻 《中国材料进展》 CAS CSCD 2013年第7期385-398,441,共15页

经过自然界的长期选择和进化,很多生物形成了多维、分级的精细结构,从而辅助其实现一种或数种功能目的。这为新型功能材料的设计和开发提供了很好的借鉴,因此近些年来研究并模仿生物结构,已成为新材料研究的主要热点之一。然而,由于多... 经过自然界的长期选择和进化,很多生物形成了多维、分级的精细结构,从而辅助其实现一种或数种功能目的。这为新型功能材料的设计和开发提供了很好的借鉴,因此近些年来研究并模仿生物结构,已成为新材料研究的主要热点之一。然而,由于多数生物结构非常精细复杂,因此直接采用传统的人工方法很难制备出类似的结构。遗态方法通过直接以生物结构为模板,选择合适的物理化学方法,在保持模板精细分级结构的同时,将框架成分转化为目标材质,可制备具有生物精细分级结构的新型功能材料。文章从遗态的思路和原理出发,给出了几种常用的制备方法,并介绍了近几年来基于几种典型生物结构的遗态材料研究进展,以及在光响应、光催化、电磁波吸收、气敏等相关领域的功能探索。 展开更多

关键词 遗态材料 功能材料 生物结构 复合材料

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启迪于自然的遗态功能材料 被引量：9

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作者 张荻 张书倩 +3 位作者 张旺 顾佳俊 刘庆雷 苏慧兰 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期765-775,共11页

为了保证生存与繁衍的需求,大自然中的生物,包括微生物、动物以及植物,在亿万年优胜劣汰的进化选择中形成了多种、多样、多维数、多尺度的精细微纳构型,为当今多个领域的科学研究提供了丰富的灵感和启发。遗态材料研究通过直接以生物结... 为了保证生存与繁衍的需求,大自然中的生物,包括微生物、动物以及植物,在亿万年优胜劣汰的进化选择中形成了多种、多样、多维数、多尺度的精细微纳构型,为当今多个领域的科学研究提供了丰富的灵感和启发。遗态材料研究通过直接以生物结构为模板,选择合适的物理化学方法,在保持模板精细分级结构的同时,将自然生物组分转化为目标材质,可制备具有生物精细分级结构的新型功能材料。介绍了利用遗态材料研究思想制备具有生物结构的功能材料的方法,简要介绍了采用几种典型生物结构为模板制备的遗态材料结构,并探讨了不同结构特点材料的相关功能表现。 展开更多

关键词 遗态材料 功能材料 生物结构 复合材料

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C12V190系列柴油机节油的研究 被引量：2

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作者 刘庆雷 赵岚 《内燃机与动力装置》 2011年第1期8-11,共4页

针对目前柴油机使用成本高的现状,本文通过试验验证了经过对C12V190系列柴油机相关部件和系统的技术改造:增加文丘里管混合器、调整高压油泵、增加缸温监控系统、进行管路改造等措施,实现用少量的天然气助燃,降低柴油机油耗,并保障机组... 针对目前柴油机使用成本高的现状,本文通过试验验证了经过对C12V190系列柴油机相关部件和系统的技术改造:增加文丘里管混合器、调整高压油泵、增加缸温监控系统、进行管路改造等措施,实现用少量的天然气助燃,降低柴油机油耗,并保障机组安全可靠运行,实现节油的目的。 展开更多

关键词 柴油机 改造 文丘里管 节油

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薄煤层综采工作面电缆管路自移装置研究与应用 被引量：5

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作者 刘万仓 李金龙 刘庆雷 《煤矿现代化》 2013年第B12期152-154,共3页

本文介绍的薄煤层综采工作面电缆管路自移装置由拖移电缆槽、拖移电缆车、自移式液压牵引机构三部分组成,操作简便、效率高、成本消耗低,较好地解决了工作面电缆管路的随采随迁问题,在实际应用中取得了显著的效果,具有较好的借鉴作用。

关键词 薄煤层 综采工作面 电缆管路 自移装置 研究与应用

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锂离子电池负极用硅/碳纳米复合材料制备方法和性能的研究进展 被引量：4

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作者 赵智泉 刘庆雷 +3 位作者 黄大成 周凤羽 刘元超 张荻 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1-7,共7页

介绍了近十年来锂离子电池负极用硅/碳纳米复合材料的主要制备方法,包括热解法、化学气相沉积法、球磨法、水热法以及溶胶凝胶法等,以及硅/碳复合材料的微结构特征及其对复合材料比容量和循环性能的影响。最后,对硅/碳纳米复合材料的研... 介绍了近十年来锂离子电池负极用硅/碳纳米复合材料的主要制备方法,包括热解法、化学气相沉积法、球磨法、水热法以及溶胶凝胶法等,以及硅/碳复合材料的微结构特征及其对复合材料比容量和循环性能的影响。最后,对硅/碳纳米复合材料的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 锂离子电池 硅/碳复合材料 负极 可逆比容量

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多孔C/Fe纳米复合材料的制备及表征 被引量：6

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作者 曹斌 刘庆雷 张荻 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期457-462,共6页

以商业活性炭为原料,采用真空浸渍法结合高温真空热处理工艺,制备出多孔C/Fe纳米复合材料.实验采用氮气吸附法测量了C/Fe纳米复合材料的比表面积和孔径分布,并利用XRD和TEM表征了其结构和形貌.实验结果显示:C/Fe纳米复合材料的比表面积... 以商业活性炭为原料,采用真空浸渍法结合高温真空热处理工艺,制备出多孔C/Fe纳米复合材料.实验采用氮气吸附法测量了C/Fe纳米复合材料的比表面积和孔径分布,并利用XRD和TEM表征了其结构和形貌.实验结果显示:C/Fe纳米复合材料的比表面积为450～650m2/g,并保留了活性炭介孔尺度的多孔结构特性.C/Fe纳米复合材料由非晶碳、碳纳米带以及铁纳米粒子构成,纳米铁颗粒均匀分布在非晶碳基体中,石墨化的碳纳米带包裹纳米铁颗粒并向外伸展相互连接,形成碳纳米网络结构.并就反应过程以及过渡金属对非晶碳石墨化的催化机理进行了探讨. 展开更多

关键词 活性炭 碳纳米带 催化石墨化 纳米复合材料

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基于生物精细构型的光催化材料和光热转换材料的研究进展 被引量：3

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作者 孙诚 顾佳俊 +6 位作者 章潇慧 祝弘滨 刘佰博 张丽娇 刘庆雷 张旺 张荻 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期3662-3668,共7页

目前,全球性的能源危机和环境污染问题备受关注。太阳能作为一种可再生的能源,实现其清洁、高效和低成本的转换及利用具有十分重要的意义。其中,利用光催化可将太阳能转换为可存储和运输的氢能,而通过光热效应可借助太阳能对海水进行淡... 目前,全球性的能源危机和环境污染问题备受关注。太阳能作为一种可再生的能源,实现其清洁、高效和低成本的转换及利用具有十分重要的意义。其中,利用光催化可将太阳能转换为可存储和运输的氢能,而通过光热效应可借助太阳能对海水进行淡化,这将有助于缓解能源短缺、环境污染以及淡水资源紧缺等问题。如何提高光能转换材料的能量转换效率是当今太阳能转换领域的关键课题。材料的性质由多种因素决定,其中构型是最重要的因素之一。因此,优良的材料构型设计成为材料、化学、生物等多学科、多领域的研究热点,以满足光电催化、光热治疗、能量转换与存储等不同领域的应用需求。然而,目前人工制备手段以“自下而上”的化学自组装与“自上而下”的物理加工方法为主,不仅成本和效率难以兼顾,更难以精准构筑具有复杂精细三维分级构型的微纳结构。对此,有学者提出“遗态材料”的概念,借鉴自然界生物体(包括微生物、动物以及植物)的精细构型,并以自然界生物体结构作为模板,制备出具有特殊结构和功能的材料。这为当今许多领域的科学研究提供了丰富的灵感和启发。近年来,基于生物精细构型的光能转换遗态材料发展迅速,在光电催化及光热领域取得了丰硕的成果。受自然界中的光合作用启发,可通过光催化反应将太阳能转换为化学能。具有三维分级结构的材料的各向异性强、反应接触面积大、微纳米孔多,能够有效增强半导体催化剂的电学、光学特性和催化性能。以树叶、蝴蝶等生物为模板的微纳多孔结构材料提高了催化剂对入射光的吸收,同时也为水分解反应提供了更多的反应位点,其产氢性能比普通构型的材料提高了数倍。同时,在光热水蒸发系统中,木材、蝶翅、莲蓬等模板由于快速的吸水能力、高效的光吸收和光增强能力以及良好的隔热性能,其与金属纳米颗粒的复合材料具有优异的光热蒸发速率与光热转换效率。本文从光催化水分解与光热水蒸发两个领域的应用方面,分别介绍了基于树叶、蝴蝶、硅藻等天然生物精细分级结构的高效太阳能转换材料的构筑及应用,对设计、制备具有分级微纳构型的光能转换材料提供一定的理论参考和借鉴意义。 展开更多

关键词 太阳能转换 生物精细构型 光催化 光热转换

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薄煤层综采工作面三角煤末采和回撤的研究与实践

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作者 刘万仓 李金龙 刘庆雷 《煤矿现代化》 2014年第2期1-3,共3页

1674薄煤层综采工作面撤面期间,由于机头机尾到停采线的间距相差较大,并要求为综采设备的回撤创造足够的安全空间,为此要先开采三角煤使工作面与停采线平行,再刹刀卧底、平行推进,创造足够的设备回撤空间,最后运用科学合理的支护方法边... 1674薄煤层综采工作面撤面期间,由于机头机尾到停采线的间距相差较大,并要求为综采设备的回撤创造足够的安全空间,为此要先开采三角煤使工作面与停采线平行,再刹刀卧底、平行推进,创造足够的设备回撤空间,最后运用科学合理的支护方法边支护边回撤,顺利完成薄煤层综采工作面的回撤。 展开更多

关键词 薄煤层综采 三角煤 刹刀卧底 回撤

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锂离子电容器电极材料研究进展 被引量：2

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作者 李尧 宋家旺 +4 位作者 刘庆雷 顾佳俊 朱申敏 张旺 张荻 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期428-436,共9页

锂离子电容器的负极多为发生电池型反应的材料,正极则多选用具有电容特性的材料,结合锂离子电池和电化学电容器各自的优点,具有能量密度高、功率密度高、使用寿命长等优势,是极具前景的储能器件,有望应用于新能源汽车等领域。然而锂离... 锂离子电容器的负极多为发生电池型反应的材料,正极则多选用具有电容特性的材料,结合锂离子电池和电化学电容器各自的优点,具有能量密度高、功率密度高、使用寿命长等优势,是极具前景的储能器件,有望应用于新能源汽车等领域。然而锂离子电容器也存在发生电池型反应的负极与发生离子可逆吸附脱附的正极间动力学与比电容不匹配、使用过程中形成固态电解质膜、首次充放电不可逆容量损失高等问题,这限制了锂离子电容器进一步发展。为进一步提高锂离子电容器的使用性能,研究者们一直致力于开发新的电极材料。按照电容器负极发生反应的类型,将负极材料大致分为嵌入型、转化型、合金型三类并逐一介绍其研究进展。此外,简要总结了目前碳基正极材料研究的几个热点方向,展望了未来对锂离子电容器的进一步研究和应用。 展开更多

关键词 电极材料 锂离子电容器 电化学 储能器件

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薄煤层综采配件运输装置的研制与应用

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作者 刘万仓 李金龙 刘庆雷 《山东煤炭科技》 2013年第3期257-258,共2页

当需要运输配件时,把薄煤层综采配件运输装置放在刮板输送机上,车轮正好骑在刮板输送机挡板上,凸缘卡于刮板输送机挡板内侧,可防止车轮脱轨,保证了运行的稳定性。

关键词 运输装置 薄煤层综采 刮板输送机

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蝶翅为模板制备三维分级微纳光学材料 被引量：2

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作者 赵华梅 顾佳俊 +2 位作者 刘庆雷 张旺 张荻 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期557-565,共9页

蝴蝶经过自然进化形成由脊(ridge)、肋(rib)、短肋(strut)等微结构构成的多层次、多维度的微纳分级结构,作用于入射光线,使其呈现出独特的光学特性。以蝶翅为模板,制备无机或有机三维材料,不仅可获得结构色、抗反射、热响应、选择性气... 蝴蝶经过自然进化形成由脊(ridge)、肋(rib)、短肋(strut)等微结构构成的多层次、多维度的微纳分级结构,作用于入射光线,使其呈现出独特的光学特性。以蝶翅为模板,制备无机或有机三维材料,不仅可获得结构色、抗反射、热响应、选择性气体响应、定向粘连、超疏水等多种功能特性,并且可通过采用结构不同的蝶翅,改变复合物的厚度等因素进行调控;同时克服了人为仿生过程中设备复杂、构型简单、成本高的问题,为制备结构功能一体化材料提供了新的思路。从金属、金属氧化物、聚合物三个方面重点阐述蝶翅所赋予材料的特殊光学效应。金属蝶翅上的"肋(rib)"结构具有显著的表面局域增强效应,如Au蝶翅的灵敏度比商用表面增强拉曼光谱(SERS)基板Klarite的高10倍但成本仅为其1/10;蝶翅表面的微细鳞片具有"捕光"效应,如蜂窝状结构的黑色鳞片对可见光的平均吸收率达到96%以上,可应用在光阳极、光催化等方面;蝶翅赋予响应性光子晶体特殊的光学特性,其会随着周围环境,如p H、电场、温度等发生变化,为制备更加简单、灵敏度高的传感器提供了途径。 展开更多

关键词 蝶翅 分级 微纳 光学材料 仿生

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超级电容器生物碳电极的制备及应用进展 被引量：11

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作者 朱倩莹 李莹蕊 +1 位作者 顾佳俊 刘庆雷 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第9期1395-1398,共4页

电极作为超级电容器储能过程中的核心部件,其材料特性对器件服役性能具有关键影响。近年来,随着化石能源的过度开发,生物碳作为新型储能材料被广泛研究。首先介绍了超级电容器的储能原理及常见的电极材料,然后对生物碳电极的制备方法进... 电极作为超级电容器储能过程中的核心部件,其材料特性对器件服役性能具有关键影响。近年来,随着化石能源的过度开发,生物碳作为新型储能材料被广泛研究。首先介绍了超级电容器的储能原理及常见的电极材料,然后对生物碳电极的制备方法进行总结,并讨论了其电化学性能的影响因素。在此基础上对生物碳及其复合材料在超级电容器电极材料领域的研究进展进行综述。 展开更多

关键词 生物碳 超级电容器 电极材料

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碳化钛/椴木多孔碳复合材料用于超级电容器性能的研究（英文） 被引量：3

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作者 李腾飞 黄璐君 +2 位作者 闫旭东 刘庆雷 顾佳俊 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期126-130,共5页

碳化钛作为一种新兴的层状二维材料具有一些独特的物理化学性质,近年来引起了科研工作者广泛的注意。它是由化学选择性刻蚀的方法获得,在电化学如锂电池,超级电容器等领域展现出极好的应用前景。目前研究中碳化钛的电极往往活性物质负... 碳化钛作为一种新兴的层状二维材料具有一些独特的物理化学性质,近年来引起了科研工作者广泛的注意。它是由化学选择性刻蚀的方法获得,在电化学如锂电池,超级电容器等领域展现出极好的应用前景。目前研究中碳化钛的电极往往活性物质负载量较低,导致面容量不佳,从而限制了其在大规模生产中的应用。本工作受自然界中椴木结构的启发,利用其多孔道、孔道弯曲度低、导电性好、低价环保等特点,将碳化钛与椴木活性炭复合,获得了一种具有高面电容且稳定的超级电容器,该电容器在2 mV/s的扫速下具有1983 mF/cm^2的面容量,同时活性材料负载量可以达到17.9 mg/cm^2。本研究为后续利用自然界构型材料与功能材料的复合提供了一定的借鉴。 展开更多

关键词 碳化钛 椴木活性炭 超级电容器 面电容

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电控组合泵在柴油引燃天然气发动机中的应用试验

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作者 刘庆雷 赵婷婷 《现代制造技术与装备》 2016年第4期97-99,共3页

本文通过试验验证了GF700型天然气发动机经过对其相关部件和系统的技术改造:围绕电控组合泵的应用,去除点火系统和调速系统,增加燃油供给系统;重新选型增压器、重新设计进气系统、改进TEM2系统等措施,实现柴油引燃天然气发动机的低油耗... 本文通过试验验证了GF700型天然气发动机经过对其相关部件和系统的技术改造:围绕电控组合泵的应用,去除点火系统和调速系统,增加燃油供给系统;重新选型增压器、重新设计进气系统、改进TEM2系统等措施,实现柴油引燃天然气发动机的低油耗目标,满足一定领域的动力使用。 展开更多

关键词 电控组合泵 天然气发动机 低油耗

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AC/DC Buck变换器的传导干扰分析及抑制 被引量：1

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作者 陈锋 曾岳南 +1 位作者 暨绵浩 刘庆雷 《机电工程》 CAS 2006年第10期42-43,共2页

分析了AC/DC Buck变换器传导EM I的传播路径,传导EM I测量原理、方法,介绍了传导EM I的抑制方法。根据传导EM I的测量原理,运用MATLAB软件对AC/DC Buck变换器的传导EM I系统进行仿真。

关键词 传导EMI 功率变换器 测试 仿真

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钴/碳纳米纤维复合材料的制备及吸波性能研究 被引量：3

17

作者 魏武超 梁亮亮 +1 位作者 张子强 刘庆雷 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期432-440,共9页

现代电子产业的不断发展,对吸波材料提出了“薄、宽、轻、强”的综合要求。开发出一种轻质高效、制备工艺简单、成本低廉的新型复合碳基吸波材料具有重要的理论意义和应用价值。以来源丰富的可再生资源——细菌纤维素(BC)为碳源,利用其... 现代电子产业的不断发展,对吸波材料提出了“薄、宽、轻、强”的综合要求。开发出一种轻质高效、制备工艺简单、成本低廉的新型复合碳基吸波材料具有重要的理论意义和应用价值。以来源丰富的可再生资源——细菌纤维素(BC)为碳源,利用其表面丰富的含氧官能团吸附Co^(2+),再经冷冻干燥与一步碳热还原制备出钴/碳纳米纤维复合材料。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等对钴/碳纳米纤维复合材料的微观结构、物相成份、磁性能和电磁参数进行表征,并通过反射率计算对其微波吸收性能进行研究。研究结果表明,当碳化温度为700℃时,该纳米纤维复合材料与石蜡混合物在低负载(质量分数为~3%)、薄厚度(4.5 mm)下的反射损耗为-43.6 dB。 展开更多

关键词 细菌纤维素 碳纳米纤维 金属Co纳米粒子 碳热还原 吸波性能

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EMI电源滤波器在开关变换电路中的应用 被引量：3

18

作者 陈锋 曾岳南 +1 位作者 刘庆雷 暨绵浩 《电气开关》 2006年第6期31-32,共2页

分析了开关变换电路中的传导EM I的传播路径,介绍了EM I电源滤波器的工作原理以及EM I电源滤波器的设计。

关键词 EMI电源滤波器 开关变换电路 传导干扰

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传导EMI的测试 被引量：1

19

作者 陈锋 曾岳南 +1 位作者 暨绵浩 刘庆雷 《电子质量》 2006年第8期70-72,共3页

在传导EMI(电磁干扰)中既存在共模电流也存在差模电流,要很好的分析传导EMI系统,就很有必要对共模干扰信号和差模干扰信号分离开来单独进行测试。这样,共模和差模噪声的分离就显得很重要了。

关键词 传导EMI 共模 差模 测试

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基于海藻酸钠交联的NiO/C复合材料制备及其储锂性能

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作者 刘倩文 孙博雅 +2 位作者 顾佳俊 刘庆雷 张荻 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期53-58,共6页

NiO作为过渡金属氧化物代表,具有能量密度较高、成本低的优点,在锂离子电池负极材料的应用中引起了广泛关注。通过海藻酸钠与金属离子的自主交联反应,以及碳化、氧化过程,制备了低成本的多孔纳米NiO/C复合材料。得到的复合材料中,NiO纳... NiO作为过渡金属氧化物代表,具有能量密度较高、成本低的优点,在锂离子电池负极材料的应用中引起了广泛关注。通过海藻酸钠与金属离子的自主交联反应,以及碳化、氧化过程,制备了低成本的多孔纳米NiO/C复合材料。得到的复合材料中,NiO纳米颗粒分散均匀且被石墨化碳层包覆,并嵌入多孔相互连通的碳基体中,在提升复合材料整体导电性的同时抑制了活性材料在电化学反应中的体积膨胀。将其用作锂离子电池负极材料时,NiO/C复合材料在0.1,1 A/g的电流密度下分别具有608.2,307.2 mAh/g的比容量,并且在0.1 A/g电流密度下经过100圈循环后仍保持448 mAh/g的比容量,显示出优良的循环稳定性。优良的电化学性能充分显示出NiO/C复合材料在锂离子电池负极材料中的应用潜能。 展开更多

关键词 海藻酸钠 自主交联 NIO 多孔结构 锂离子电池

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