吴伟
,
蒋方明
,
陈治
,
汪颖
,
赵丰刚
,
曾毓群
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13119
对复合电极介观微结构采用实验以及数值方法进行重构是开发锂离子电池孔尺度模型的基础和前提.本文采用Monte Carlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构,随后对重构电极进行了特征化分析,得到了微结构的连通性、比表面积等特征信息,并采用D3Q15 LBM模型计算了重构电极的有效热导率、电解液(或固相)的有效传输系数,电解液或固相的扭曲率.重建电极与实际电极的孔隙率、组分体积分数、相关函数等重要统计特性相一致.LB数值结果说明了有效传输参数与电极微构型的密切相关性.
关键词:
孔尺度模型
,
微结构重建
,
Monte Carlo
,
扭曲率
,
有效物性
,
格子Boltzmann
罗良
,
曹文炅
,
蒋方明
工程热物理学报
增强型地热系统(EGS)旨在经济开采地下3～10 km区域干热岩蕴含的热能,并用于地面发电.EGS经济性与其采热性能直接关联,人工热储内热交换过程是需要重点研究的内容.热储内裂隙形貌及分布对采热过程有重大影响.基于热储裂隙开度和长度的分形特征,本文建立起EGS分形分叉网络模型,推导出EGS采热速率表达式.分析发现泵功、裂隙最大开度、扭曲率分形维数、裂隙开度分布分形维数、裂隙分叉网络级数及裂隙长度都是影响EGS采热速率的重要因素.
关键词:
增强型地热系统
,
分形
,
分叉网络
,
采热速率
胡学功
,
刘登瀛
,
蒋方明
工程热物理学报
本文介绍了一种动态测量激光脉冲加热下多孔介质温湿信号变化的方法。借助于响应时间为1 的超小型薄膜电阻及日本YOKOGAWA DL2700数字示波器，研制了能对激光脉冲加热下多孔介质温湿信号的变化迅速作出响应的测量系统。利用可编程NdYAG激光发生器触发高能流密度的小尺寸短脉冲激光，轰击有高空隙率及热延迟时间为秒量级的纸张，进行测定多孔介质温湿信号变化的实验。通过实验发现，在该测量系统下可观测到明显的湿纸张温度信号的阶跃与波动效应以及湿份信号的突变特征。信号洁净、干扰小、信噪比高，信号有良好的跟随性，从而为研究多孔介质超急速传热传质过程中热质的传递行为提供实验测量手段。
关键词:
激光脉冲加热
,
温湿信号
,
多孔介质
何绍阳
,
曾建邦
,
蒋方明
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150051
实际锂离子电池石墨负极由鳞片状石墨层叠而成,具有明显的各向异性.本文基于椭球颗粒的模拟退火法对其进行三维微结构数值重建.重建微结构乃三相(孔或电解液、石墨和固体添加物)复合结构,很好地再现了实际电极各向异性特征.对重构电极进行特征化分析,得到了电极内固/孔相的连通率、比表面积以及孔径分布等信息;发现石墨颗粒尺寸对电极特性有重要的影响:椭球形石墨颗粒尺寸越大,则重建微结构的平均孔径越大,比表面积越小;相对于赤道半径,椭球颗粒的极半径对重建电极特性的影响更为明显.
关键词:
锂离子电池
,
石墨负极
,
微结构重建
,
模拟退火法
,
椭球颗粒
