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用于固体氧化物燃料电池的封接材料及其制备方法
200610112778本发明涉及一种固体氧化物燃料电池用封接材料及其制备方法，属于燃料电池技术领域。其特征在于所述材料主要组成为ＢａＯ１５～８０ｗｔ％、ＭｇＯ０～３０ｗｔ％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０～１５ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］３～４５ｗｔ％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～２５ｗｔ％、ＭｇＦ↓［２］０～１５ｗｔ％、Ｋ↓［２］Ｏ０～１０ｗｔ％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０～１０ｗｔ％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］０～１ｗｔ％，优选该组成为：ＢａＯ１７～６０ｗｔ％、ＭｇＯ２～１８ｗｔ％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］７～１２ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］１０～４０ｗｔ％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～１７ｗｔ％、ＭｇＦ↓［２］２～１４ｗｔ％、Ｋ↓［２］Ｏ０～５ｗｔ％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０～７ｗｔ％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］０～０．５ｗｔ％；其制备方法包括压制素坯，在空气气氛下加热熔融，骤冷获得玻璃熔块，破碎、分级等，或采用其它方法得到玻璃粉。该材料与氧化铈基电解质材料、镓酸镧基电解质材料在浸润性能、热膨胀系数和化学稳定性方面匹配良好，适用于封接金属、陶瓷部件，特别适用于封接固体氧化物燃料电池的玻璃基封接材料。
清华大学
2021-04-13
一种燃料电池一体化单元模块及其电堆
一种燃料电池一体化单元模块及其电池堆，涉及一种燃料电池模块化单元及其电堆。该一体化单元模块主要包括膜电极组件、阳极石墨极板４ａ、阴极石墨极板４ｂ，所述的膜电极组件被密封材料封装在两块石墨极板的内侧，每块石墨极板与膜电极接触的表面上至少有一条以上的流道，形成具有阳极室、阴极室和膜电极封装的一体化燃料电池单元模块。该燃料电池单元模块外表面还具有散热结构和密封组件，由多块所述燃料电池单元模块紧固叠加串联可形成燃料电池堆，可大大地简化燃料电池电堆的装配过程，并提高电堆组装速度，降低电堆组装成本。同时由于电堆单元模块化的特点，也使得更换电堆单元的操作十分便利，有利于电堆的维护和检修，并具有长寿命的功效。
清华大学
2021-04-13
基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略改进
本项目拟进一步技术升级转化的核心技术科技成果“基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略”来源于“十二五”863计划《燃料电池轿车动力系统技术平台研究与开发》（2011AA11A265）项目。围绕该核心技术，项目申请人已申请发明专利7项，其中4项已授权，发表相关学术论文二十余篇，并与上海大众汽车有限公司开展了初步的技术转化合作。1 技术简介 针对燃料电池电动汽车具有多个车载能量源这一特点，申请人从综合考虑动力蓄电池和燃料电池增程器协调工作的角度出发，提出了一种源于ECMS策略（等效燃料最小策略）的基于损失功率最小算法(minimum loss power algorithm，MLPA)的瞬时优化能量管理策略。该策略算法思想为，基于试验得到的各关键部件效率特性图，构造动力蓄电池、燃料电池、DC/DC等关键部件在每一时间步长内的损失功率函数，这些部件损失功率函数在每一时间步长内的线性叠加构成了多能量源动力系统损失功率指标函数，通过使该指标函数在每一时间步长取值最小（系统效率最高）来确定燃料电池增程器功率输出。图1为该控制策略导出的燃料电池实时功率输出优化控制曲面。 通过仿真及实车转毂试验台验证发现该策略具有以下优点，如图2-3所示：1）该MLPA瞬时优化能量策略对工况适应性强，多种常见工况下（NEDC，UDDS，HWFET，匀速工况）经济性优于传统能量策略。2）多种常见工况下，该MLPA瞬时优化能量管理策略均能够控制燃料电池功率输出变化平缓，实现了“浅充浅放”，有利于燃料电池以及蓄电池的寿命保护。
同济大学
2021-04-11
一种用于高电压（5V）锂离子电池的电解液
锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度，所以需要有些正极材料在高电压(4V 以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应，而在这样高的电压下，现有的有机电解液体系不能满足要求。另外，锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把 LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中，不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上，进行了高电压新电解液体系的研究，可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性，减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解，并可以在正负极表面形成稳定的 SEI 膜，使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高；而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产，应用前景广阔。
南开大学
2021-02-01
面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究
项目成果/简介:作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。应用范围:目前有机太阳能电池正处在从实验室走向实际应用的黎明阶段，因其优点和特点，在可穿戴设备、建筑一体化等领域将会产生巨大的需求市场。当前国内外多家实验室已开展完全面向实际应用的研究开发，随着研究的不断深入，有机太阳能电池的商品化生产应用将会很快实现。效益分析:1. 具有完全自主知识产权的高效有机太阳能电池活性层材料，且合成简单，成本低； 2. 具有成熟的高效有机太阳能电池制备工艺； 3. 具有自主知识产权的低成本、高性能柔性透明电极，不仅完全适用有机太阳能电池，亦可广泛应用了其它相关领域。
南开大学
2021-04-11
一种用于高电压（5V）锂离子电池的电解液
项目成果/简介:锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度，所以需要有些正极材料在高电压(4V 以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应，而在这样高的电压下，现有的有机电解液体系不能满足要求。另外，锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把 LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中，不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上，进行了高电压新电解液体系的研究，可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性，减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解，并可以在正负极表面形成稳定的 SEI 膜，使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高；而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产，应用前景广阔。
南开大学
2021-04-11
面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究
作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。
南开大学
2021-02-01
在反式钙钛矿太阳能电池研究中的突破性成果
钙钛矿太阳能电池分为正式（n-i-p）和反式（p-i-n）两种器件结构。相比于正式器件，反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池（硅基电池、铜铟镓硒等）结合制备叠层器件等优点，受到越来越多的关注。但是，反式结构器件也存在一些显著不足，例如，开路电压与理论值差距较大、光电转换效率相对偏低，这主要是由于器件中存在大量的缺陷所导致。这些缺陷主要存在于钙钛矿活性层中、钙钛矿活性层与电荷收集层界面处，造成了光生载流子的非辐射复合，进而致使能量损失严重，最终限制了开路电压的提升和光电转换效率的改善，制约了该类结构器件的发展。针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈，朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究，首次提出了“胍盐辅助二次生长”方法，开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控，显著降低了器件中非辐射复合的能量损失，在提升器件开路电压方面取得了突破，首次在反式结构器件中获得了超过1.21 V的高开路电压（材料带隙宽度~1.6 eV）。同时，在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下，显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率——实验室最高效率达到21.51％。经中国计量科学研究院认证，器件的光电转换效率也高达20.90%，这是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路。这种制备技术也有望进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中，具有潜在的应用前景和商业价值。
北京大学
2021-04-11
基于醋酸铅前驱体的高效率钙钛矿太阳能电池
近年来，随着环境和能源问题的日益加剧，太阳能以其清洁、可再生的优势引起了科研界和产业界的广泛关注。其中，钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏中的新宠，具有易制备、低成本和高效率等特点。短短几年之内发展迅猛，目前最高认证光电转换效率已达22.1%。一般来说，制备钙钛矿活性层最为常见的铅源材料是卤化铅。最近有研究表明，醋酸铅作为较具潜力的传统卤化铅的替代物，价格更为低廉。无需复杂的反溶剂法，只需短暂低温退火即可得到超平整致密的钙钛矿薄膜。这样简单的制备工艺显示出了它的优越性。然而迄今为止，基于醋酸铅前驱体的钙钛矿太阳能电池相比较于其它已经报道的基于传统卤化铅前驱体的平面结钙钛矿太阳能电池在转换效率方面稍显不足。
北京大学
2021-04-11
一种用于高电压（5V）锂离子电池的电解液
锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度，所以 需要有些正极材料在高电压(4V 以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反 应，而在这样高的电压下，现有的有机电解液体系不能满足要求。另 外，锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作 的要求。目前的电解液体系是把 LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸 酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中，不能满足锂离子动力电池 的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上，进行 了高电压新电解液体系的研究，可行的解决途径包括优化有机电解液 体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性，减少充电过程 中电解液在高电压正极材料表面的分解，并可以在正负极表面形成稳 定的 SEI 膜，使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高；而 且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产，应用前景 广阔。 专利号：201010561063.6
南开大学
2021-04-13