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  • 【原创大赛】文献综述和评论:圆柱形锂电池各向异性导热系数测试技术

    【原创大赛】文献综述和评论:圆柱形锂电池各向异性导热系数测试技术

    [b][color=#999999]Literature Review and Comments: Measurement Technology for Anisotropic Thermal Conductivity of Cylindrical Lithium Battery[/color][/b][color=#cc0000]摘要:本文针对圆柱形锂离子电池整体导热系数测试方法,评论性概述了近些年的文献报道,研究分析了导热系数测试方法的特点,总结了圆柱形锂电池各向异性导热系数测试中存在的问题和面临的挑战,从热分析仪器市场化角度提出了迎接这些挑战的技术途径和新方法。[/color][hr/][size=18px][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/size]  圆柱形锂离子电池是所有类型锂离子电池中功率密度最高的,在设计、制造、应用和质量及安全性管理中,圆柱形锂电池会涉及到多种规格形式,如图1-1所示。[align=center][img=,690,312]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081757079468_491_3384_3.jpg!w690x312.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图1-1 各种规格的圆柱形锂电池[/color][/align]  圆柱形锂电池通常采用螺旋电极组件,由于在径向传导路径中电极和电解质层之间存在大量轴向上没有的界面,这使得圆柱形锂离子电池导热系数在径向和轴向之间存在着近两个数量级的差异。导热系数作为锂离子电池重要的热物理性能参数之一,测试就需要覆盖上述不同规格电池和不同方向的导热系数,这使得准确测试评价圆柱形锂离子电池导热系数面临着以下几方面的严峻挑战:  (1)导热系数测试方法众多,但针对圆柱形锂离子电池的特殊外形特征,首先要需要找出合理的测试方法,以保证测量结果的准确性,这对锂离子电池的设计和热管理尤为重要。  (2)圆柱形锂离子电池一个显著特点就是明显的各向异性特征,这就要求导热系数测试方法和仪器还需具备各向异性的测试能力。同时,由于圆柱形锂电池一般都是密封结构,不允许在电池内插入温度传感器等探测器,测试只能采用无损形式。由此可见,圆柱形锂电池的各向异性和无损检测,明显增大了测试技术的复杂程度和技术难度,甚至还需开发有些新型测试技术,如圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术。  (3)由于圆柱形锂电池导热系数测试涉及到不同形状和方向,这就要涉及不同的导热系数测试方法和设备。但在实际工程应用中,还是希望能对测试方法进行优化和开发测试新技术,从而实现用尽可能少的测试方法和仪器设备以尽可能多的满足其他规格锂电池的导热系数测试需求。  (4)由于锂离子电池还涉及其他热性能参数和表征参数,如比热容和热失控等,这样就要求导热系数测试方法和仪器能与其他热性能参数测试仪器集成在一起,使得测试仪器具备多功能性,在一台测试仪器上可实现多个参数的测试。  本文将针对上述存在的问题和挑战,首先对近几年圆柱形锂离子电池导热系数测试技术进行评论性综述,然后在对这些技术进行分析研究的基础上,提出更适合圆柱形锂离子电池导热系数测量的实用方法。[size=18px][color=#cc0000]2. 圆柱形锂电池导热系数测试方法综述[/color][/size]  尽管有些文献针对圆柱形锂电池导热系数测试进行了研究和报道,但出于适用性和实用性等方面的考虑,我们只关注那些对整体圆柱形锂电池进行的非破坏性导热系数测试方法。圆柱形锂电池是标准的圆柱形结构,对于径向和轴向导热系数,目前比较有效的测试方法基本采用的都是圆柱形结构的准稳态法,测试模型如图2-1所示。[align=center][img=,400,291]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081806399747_8057_3384_3.jpg!w690x502.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图2-1(a)径向加热和(b)轴向加热情况的几何模型[/color][/align]  在上述测试模型中,假设圆柱形锂电池的成分均一,以简化操作和计算。径向测试模型是在圆柱形电池外表面加载恒定热流或加热电池使外表面温度呈线性变化,如图2-1(a)所示,在圆柱形电池的轴线上(z向)呈绝热状态。  同样,对于轴向导热系数测试,如图2-1(b)所示,只在圆柱形电池的顶部加载恒定热流或使顶部表面温度呈线性变化,而电池底部采取绝热措施,由此可以形成与图2-1(a)相同测试模型,而这个测试模型则是典型的一维准稳态测试模型。  为了实现图2-1所示的准稳态测试模型,径向导热系数测试装置的基本结构设计为如图2-2所示形式,并且整个装置放置在真空器皿中以减少热损失。[align=center][img=,690,221]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081758104291_4532_3384_3.jpg!w690x221.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图2-2带柔性加热器、薄膜热流计和测温热电偶的径向导热系数测量装置示意图[/color][/align]  为了减少附加热容的影响,加热器、热流计以及绝缘层尽可能采用薄膜形式,由此所有温度和热流测量都在电池外表面进行。无论是径向还是轴向导热系数测量,用低导热隔热材料包裹整个测量装置以避免热量散失,以尽可能满足测试模型无热损的假设。  实际上,图2-1所示的准稳态测试模型是一种传统的测试方法,常被用于测量柔性和颗粒状隔热材料的高温导热系数。在标准的准稳态法测试过程中,需要测试绝热面的温度(如圆柱形样品的轴心温度)。在恒定热流加热情况下,经过一段时间后,样品的加热面和绝热面温度将达到相同的升温速率,传热方向上样品内外温度差将趋于相同,这种状态称之为准稳态。通过温差测量,很容易获得不同温度下的导热系数。  但对于圆柱形锂电池,不允许在电池中心插入测温传感器,只能在电池的外表面进行各种测量,这就为测量带来了难题。[color=#cc0000]2.1. Jain团队的研究工作[/color]  为了解决上述难题,美国德克萨斯大学Jain团队的Drake在读博期间开展了专项研究[1],开发了一种新颖的测试技术并进行了报道,测量装置与图2-2结构基本相同,只是少了薄膜热流计。测试过程中,通电控制加热膜温度线性升温,经过一段时间后,整个电池的温度变化进入准稳态过程,热电偶测量的电池表面温度也逐渐呈线性升温,希望通过此升温曲线来测定相关热性能参数。  另外,Drake等人针对测试模型建立了相应的数学表达式,并采用有限元方法进行仿真模拟,报道了数学表达式与有限元模拟结果有很好的吻合,如图2-3所示,计算了电池外表面、轴心线和径向不同位置处的温度变化。[align=center][img=,690,304]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081758273600_4573_3384_3.jpg!w690x304.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图2-3 径向数学模型与有限元热模拟的比较[/color][/align]  通过对数学模型的分析,Drake等人认为在进入准稳态后,通过测量圆柱形电池外表面温度变化直线段的截距和斜率,来分别得到电池的导热系数和比热容。由此分别对26650和18650电池的径向和轴向导热系数以及比热容进行了测量,测试曲线如图2-4和图2-5所示,锂电池的导热系数和比热容测试结果如表2-1所示。[align=center][color=#cc0000]表2-1 26650和18650电池的测量热物理特性[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,105]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081758408130_440_3384_3.png!w690x105.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,500,389]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081800067070_2731_3384_3.jpg!w690x538.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图2-4 26650锂电池径向和轴向热物理性能测量的实验数据和分析模型比较[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,500,392]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081800230306_5883_3384_3.jpg!w690x541.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图2-5 18650锂电池径向和轴向热物理性能测量的实验数据和分析模型比较[/color][/align]  按照Drake等人提出的测试方法,圆柱形锂电池的不同方向测量可以得到不同的导热系数和比热容。因为比热容没有方向性,所以不同方向测试得到的比热容应该相同,由此可以检验测试方法的准确性。而Drake等人报道了对于26650锂电池的测试结果,轴向试验测得的比热容为1605J/kgK,径向试验测定的比热容为1895J/kgK,相差将近15%。  Drake等人的报道称这一“微小”差异归因于这样一个事实,即由于径向实验中的温度测量是在电池的中心位置进行,因此它没有考虑电池端部存在的金属接线片。当在轴向测试中考虑金属突片时,由于与构成电池电解质的有机溶剂相比,金属的比热容较低,所以测得的比热容稍低。所以报道认为轴向测量的比热容被认为更准确,因为考虑了翼片。  另外,Drake等人的报道还进行了简单的不确定度分析,结论是导热系数和比热容的总测量不确定度估计为5%左右。  在Drake博士的研究工作基础上,Jain团队又开展了研究改进工作[2]。Drake博士的圆柱形锂电池径向导热系数测试模型是进入电池的是不随时间变化恒定热流,但由于包裹的隔热材料以及薄膜形式的加热器等对热量吸收,使得真正进入电池的热流实际上可能会随时间发生变化,因此新的研究修改了解析模型以解决这些热量损失,得出了更广义的可变加热热流条件下的电池表面温升表达式,并重新定义的径向导热系数测试方法,以提高径向导热系数测量准确性。  此次研究分别对两种均质材料delrin和丙烯酸树脂和26650锂离子电池进行了测试,重新定义的导热系数测试方法并未沿用前期Drake博士报道的测试方法,而是采用试验得到的样品表面温升曲线,并结合灵敏度分析和参数估计方法来计算得到导热系数。  此次研究采用了如图2-2所示的测量装置,即在Drake博士的测试装置中加入了薄膜热流计,以检测加载恒定热流后真正进入圆柱形锂电池中的热流大小,测试结果如图2-6所示,从测试结果可以看出有随时间变化的明显热损。[align=center][img=,690,263]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081800415554_2764_3384_3.jpg!w690x263.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图2-6(a)输入电池热流随时间的变化;(b)输入电池热流、热损及其总和随时间的变化,虚线表示加载给薄膜加热器的恒定热流[/color][/align]  为了真正有效的评价改进后的测试方法,采用了瞬态平面热源法对delrin和丙烯酸样品的导热系数进行单独测量并进行的对比测试,测试结果如表2-2所示。[align=center][color=#cc0000]表2-2两种测量方法的结果比较[/color][/align][align=center][img=,500,109]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081807306073_4151_3384_3.png!w690x151.jpg[/img][/align]  在Jain团队的这次改进性研究中,参数估计计算中只估计了导热系数这一个参数,并未对比热容进行参数估计,理由是参数估计过程中要先计算出比热容,然后再根据此比热容来估计导热系数,而比热容的误差会对导热系数带来较大影响。因此,此次研究中电池比热容数据采用了量热计独立测量结果,delrin和丙烯酸树脂比热容则由瞬态平面热源法测得。  Jain团队的这次改进性研究报道了径向导热系数测量的不确定度为7%,从表2-2所示测量结果来看,两种方法相差了9~15%,导热系数越小则测量误差越大。[color=#cc0000]2.2. Spinner等人的研究工作[/color]  为了对圆柱形锂电池做更深入的研究,美国海军研究实验室的Spinner等人分别采用了解析、量热测量、数值和试验四种方法对商用18650锂离子电池的热物理性能进行了测试研究[3]:  (1)第一种方法是根据随时间变化的导热方程式得出的径向导热系数的解析表达式,然后依据自然对流加热和冷却锂电池的实验测量值,采用参数估计方法得到锂电池径向导热系数和比热容。  (2)第二种方法是采用自制的简易量热仪测试出锂电池的比热容。  (3)第三种方法是采用径向导热方程解析表达式,结合图2-2所示的恒定热流试验测量结果,采用数值差分和参考估计方法得到径向导热系数和比热容。  (4)第四种方法完全采用了Drake等人的轴向导热系数测试方法[1]。根据电池表面温度准稳态变化曲线,通过截距和斜率计算得到轴向导热系数和比热容。  在第一种径向导热系数测试中,将一个表面粘贴有热电偶的锂电池放置在一个具有初始温度的密闭腔室内,等锂电池和腔室初始温度都达到稳定后,使腔室温度阶越升高或降低到一个新的温度,通过表面对流传热形式对锂电池进行加热或冷却,测温热电偶在整个过程中检测电池表面温度随时间的变化。这是一个典型的圆柱形样品侧面对流热交换模型,Spinner等人根据此传热模型建立了电池表面温度变化解析表达式,然后采用参数估计技术并结合试验测试得到的表面温度变化数据,计算得到锂电池径向导热系数和比热容,分别为0.55±0.23W/mK和972±92J/kgK。  为了评估测量准确性,在第二种方法中采用了量热法分别测量18650锂电池、铝和特氟隆的比热容作为对比,每次测量都将选取四个样品捆绑在一起以增加总热容来提高测量精度,测量结果如表2-3所示。[align=center][color=#cc0000]表2-3通过量热法获得的比热容与文献报道的铝(6061型)、特富龙和18650 LiCoO2电池的比热容值进行比较[/color][/align][align=center][img=,690,136]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081800568202_6586_3384_3.png!w690x136.jpg[/img][/align]  在第三种径向导热系数测试中,首先对照测试了具有与18650电池相似几何形状的特富龙圆柱体,导热系数和比热容分别为0.232±0.003W/mK和1203±8J/kgK。然后对18650电池进行了九次不同恒定热流测试,九次测量结果有较好的一致性,导热系数和比热容的平均值分别为0.300±0.015W/mK和814±19J/kgK。  从第三种技术得到的结果可以看出,得到的比热容数据814±19J/kgK要比量热计测量结果896±31J/kgK低了近9%。因此,Spinner等人放弃了比热容测量,直接采用量热计的比热容测量结果,而直接参数估计径向导热系数这一个参数,这样得到的导热系数为0.219±0.020W/mK,认为此结果是最佳估计。但对于这个结论是否正确,并没有进行进一步的考核,如采用其他方法准确测量特富龙的导热系数,然后再进行比较。  在第四种轴向导热系数测试中,测得的轴向导热系数为21.9±1.7W/mK,但并未给出比热容测量结果。  将Spinner等人的结果与Drake等人的结果相比可以看出,除径向导热系数测量结果相近之外,轴向导热系数和比热容测量结果相差巨大。[color=#cc0000]2.3. Murashko团队的研究工作[/color]  为了对运行期间圆柱形锂电池的热性能(热扩散系数和发热量)实现在线测量,Murashko团队提出了另外一种测试方法并开展了研究[4][5]。  测试模型如图2-7(b)所示,圆柱形电池应视为无限长圆柱。为了这个目的,如图2-7(a)所示在圆柱形电池的两个端部都使用了纤维棉进行隔热。分别通过使用PT100温度传感器和热流传感器(GHFS)对电池表面的温度和热流进行测量。[align=center][color=#cc0000][img=,690,358]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081801134074_869_3384_3.jpg!w690x358.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图2-7 (a)具有隔热、GHFS和PT100传感器的圆柱形电池;(b)无限长的圆柱体[/color][/align]  对于圆柱形锂电池的热性能的测量,是将圆柱形电池当作有内热源的圆柱体样品来对待,针对内热源圆柱体传热模型,建立了表面温度和表面热流的解析表达式,通过测试获得的电池表面温度和热流,采用参数估计的方法逆向求解出径向导热系数、径向热扩散系数、比热容和电池发热量。分别进行了两次不同的测试,连个测试结果如表2-4和表2-5所示:[align=center][color=#cc0000]表2-4 首次测试后的热参数计算结果[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,137]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081801256908_6402_3384_3.png!w690x137.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]表2-5 第二次测试后的热参数计算结果[/color][/align][align=center][img=,690,135]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081801383511_9614_3384_3.png!w690x135.jpg[/img][/align]  从上述两次测试结果可以看出,所采用的方法很难同时测定比热容和径向导热系数,径向导热系数和热扩散率的误差巨大,但可以用于测量圆柱型电池的比热容。[color=#cc0000]2.4. 其他研究工作[/color]  厦门大学的黄键等人在2020年报道了他们针对18650圆柱形锂离子电池导热系数各向异性测试的研究工作[6],测试方法是ASTM D5470稳态恒定热流法和CFD仿真模拟相结合,通过不同尺寸和形状的上下热流计来测试夹持在上下热流计之间不同摆放形式的圆柱形锂电池。对于圆柱形锂电池的轴向导热系数测试,如图2-8所示,采用了小直径的铜棒热流计,上下结构的铜棒热流计将直立放置的圆柱形锂电池夹持在中间,电池上下顶面分别控制在不同温度以在电池轴向形成稳定的温度梯度,由此来测量轴向导热系数。[align=center][color=#cc0000][img=,690,317]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081801511307_5360_3384_3.png!w690x317.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图2-8 轴向导热系数测试;(a)测量装置,(b)装置结构示意图[/color][/align]  如图 2-9所示,对于电池径向导热系数测量,还是采用稳态法,只是加大了上下铜棒热流计的尺寸,并是上下热流计的端面形状与圆弧形电池外表面贴合,以保证在电池的直径方向上性能稳定的温度梯度。从图 2-9可以看出,这种仪器结构测试的并不是真正意义上的径向导热系数。[align=center][color=#cc0000][img=,690,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006081802037589_4119_3384_3.png!w690x240.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图2-9 径向导热系数测试;(a)测量装置,(b)装置结构正视图,(c)侧视图[/color][/align]  采用瞬态平面热源法测量了316不锈钢导热系数(14.494W/mK),然后将316不锈钢制成18650圆柱形锂离子电池形状,再放置到上述两台测试仪器进行测试以考核测量精度。轴向测试结果偏差为-0.649%,径向测试结果偏差为2.394%。  在随后的18650圆柱形锂离子电池轴向导热系数测试中,电池顶部温度控制在125.7℃,底部温度控制在31.3℃,在温差近94.4℃情况下测得的轴向导热系数为11.5W/mK。在径向导热系数测试中,测得结果为4.324W/mK。  这种测试方法能否准确测量圆柱形锂电池的各向异性导热系数非常值得商榷,主要问题是在测试径向导热系数过程中,上下铜热流计和圆柱状电池的布置结构非常容易使热量寻找最短路径进行传递,如从电池外壳传热,这势必一方面增大了传热量,另一方面缩短了热传递路径,这两方面的作用都会使得导热系数测试增大。而且,这种上下形式的传热结构,并不是真正的电池径向传热,所得到的导热系数也不是真正的点尺寸径向导热系数。  加州理工学院的Bhundiya等人针对18650和26650圆柱形锂离子电池也开展了测试研究[7]。测试前先将被测电池拆解,使用镍铬合金线通电加热柱状电池中心轴线来测量锂电池的径向导热系数,对于18650锂电池导热系数的测量结果为0.43±0.07WmK,对于22650锂电池导热系数的测量结果为0.20±0.04W/mK。明显可以看出他们的两个测量结果均远大于Drake等人的报告值(0.20±0.01W/mK和0.15±0.01W/mK)[1],而且整个测试装置非常简陋,被测电池外围并没有采取热防护而存在对流热损,测量结果的重复性基本在10%以上,最重要的一是测量接触压力与实际不符而带来较大热阻,二是没有采用已知导热系数材料进行考核验证。尽管测试结果对比相差较大,但至少又一次证明了圆柱形锂离子电池中层间接触热阻的影响非常明显,也可能证明了不同厂家锂电池因不同制造工艺不同而使得径向导热系数出现较大差别。[size=18px][color=#cc0000]3. 分析和评论[/color][/size]  纵观上述国内外对圆柱形锂离子电池各向异性导热系数的测试研究,呈现出十分混乱的局面,研究思路不是十分清晰和有效,存在的诸多问题主要表现如下:  (1)最直观的表现是导热系数各向异性测量结果非常差,稍微有点作用的是对比热容的测量,由此反而说明了比热容测量对各种误差影响因素并不敏感。  (2)对圆柱形锂离子电池的径向导热系数测试,已经建立了恒定热流法测试模型,也推导出了非常漂亮的相应数学表达式,但在具体试验中并没有很好的应用。可能是各种边界条件的影响太大,使得无法直接使用相应的数学表达式来获得准确的测量结果,采用的各种参数估计方法并没有提高测量精度。  (3)在热性能测试过程中,数学模型并不能准确描述实际测量装置的各种变化和边界条件,因此在热性能测试中最要的一个环境就是对测试方法进行仿真模拟计算,验证测试模型的准确性和量化各种边界条件的影响,并建立相应的校准方法。这是保证测量准确性的关键,而上述国内外的研究都没有涉及,由此使得现有的国内外研究对提高测量精度显着无能为力,从而盲目的采取了更多的其他方法做着努力,但基本没有效果。  (4)在上述国外的测试研究中,出现了很多常识性错误。最典型的错误就是热性能参数测量绝对不能在真空环境下进行,企图用真空条件来降低对流和辐射热损的影响,其效果往往会被真空下空隙型接触热阻同时增大的负面影响给覆盖掉,真空下测试势必会增加加热膜、薄膜热流计和热电偶之间的接触热阻,这也是上述国外研究中测量误差巨大的主要原因之一。另外,如果真空度控制不稳定或者不控制,孔隙型接触热阻的变化也会给测量带来较大的波动。  综上所述,尽管国内外研究还存在很多问题,但总体有以下两点收获:  (1)针对圆柱形锂离子电池各向异性热性能的测试,做了有效的尝试。特别是针对非破坏式的测试方法方面,证明了只测量电池表面温度变化来确定各向异性导热系数和比热容的可能性,这种证明对后续研究工作的开展和解决锂离子电池热性能测试难题有着重大意义。  (2)通过近些年的努力,针对电池热性能的测试,基本形成了一个共识,就是不管使用什么测试方法和技术手段,最终都需要一是符合工程要求进行非破坏性检测,二是最终测量的准确性都需要采用可比较的测试方法和手段进行对比考核。[size=18px][color=#cc0000]4. 新方法的提出和研究[/color][/size]  通过上述针对圆柱形锂离子电池径向导热系数各种测试方法的综述和分析,可以看出真正有实际工程意义的测试方法具有以下几方面的特征:  (1)非破坏式测量,即不能拆解锂电池来进行测量,否则会改变电池的各种性能特征和边界条件。  (2)表面测量方式,即所有测试加载都发生在圆柱形电池的外表面,目前报道相对成功的是在电池表面加载恒定热流。  在材料热物理性能测试中,边界条件分为三类,即第一类边界条件是恒定温度,第二类边界条件是恒定热流,第三类边界条件是交变温度或热流。由此可见,对于不能拆解的圆柱形锂离子电池,完全可以可以采用这三种边界条件测试模型进行径向导热系数测量。上述综述中常用的方式是第二类边界条件,这也就是说还可以采用第一和第三类边界条件对锂电池径向导热系数进行测量。  由此,上海依阳实业有限公司采用第一类边界条件的测试方法对径向导热系数测试技术开展了研究,建立恒温测试模型,推导了相应的表面温度解析表达式,并用有限元仿真模拟验证了测试模型的准确性,同时也验证了恒定热流测试模型的准确性。  通过研究发现,采用第一类边界条件的恒温测试方法能更准确的测量锂电池径向导热系数,并同时能测量得到比热容和径向热扩散系数。更重要的是恒温测量方法可以很容易的推广应用到棱柱形和袋装锂离子电池的热性能和热失控测试,可以作为目前常用的加速量热计测试技术的一种重要补充。[size=18px][color=#cc0000]5. 参考文献[/color][/size][1] Drake, S. J., et al. “Measurement of Anisotropic Thermophysical Properties of Cylindrical Li-Ion Cells.” Journal of Power Sources, vol. 252, 2014, pp. 298–304.[2] Ahmed M B , Shaik S , Jain A . Measurement of radial thermal conductivity of a cylinder using a time-varying heat flux method[J]. International Journal of Thermal Sciences, 2018, 129:301-308.[3] Spinner, Neil S., Ryan Mazurick, Andrew Brandon, Susan L. Rose-Pehrsson, and Steven G. Tuttle. 2015. “Analytical, Numerical and Experimental Determination of Thermophysical Properties of Commercial 18650 LiCoO2 Lithium-Ion Battery.” Journal of The Electrochemical Society 162 (14).[4] Murashko K A , Mityakov A V , Mityakov V Y , et al. Determination of the entropy change profile of a cylindrical lithium-ion battery by heat flux measurements[J]. Journal of power sources, 2016, 330(oct.31):61-69.[5] Murashko K , Mityakov A V , Mityakov V Y , et al. Heat flux based method for determination of thermal parameters of the cylindrical Li-ion battery: Uncertainty analysis[C]// Power Electronics and Applications (EPE'17 ECCE Europe), 2017 19th European Conference on. 2017.[6] Huang, Jian, et al. “Experimental Measurement of Anisotropic Thermal Conductivity of 18650 Lithium Battery.” Journal of Physics: Conference Series, vol. 1509, 2020, p. 12013.[7] Harsh Bhundiya, Melany Hunt, and Bruce Drolen, “ Measurement of the Effective Radial Thermal Conductivities of 18650 and 26650 Lithium-Ion Battery Cells”, The Thermal and Fluids Analysis Workshop (TFAWS) 2018 Proceedings.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 科学家发现宇宙存在神秘的“各向异性”之谜

    科学家发现宇宙存在神秘的“各向异性”之谜

    天文学家在对宇宙中1a型超新星研究中发现,宇宙可能不是各向同性,宇宙学模型存在不同观点。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109202019_318130_1609805_3.jpg大爆炸后物质分布不均匀是星系形成的重要因素

  • 薄膜材料(0.07mm厚的石墨纸,各向异性热界面材料)的几份测试报告~~

    薄膜材料(0.07mm厚的石墨纸,各向异性热界面材料)的几份测试报告~~

    客户送来了石墨纸(0.07mm,各项异性)样品,要求测量厚度方向、面方向的热导率;因为之前他已经在三家测试单位送检过,结果差异非常大,所以也提供了几份其他测试单位的测试报告做参考,其他三家单位的结果与报告:测试机构 机构资质 测试仪器/测试标准 测试结果面间热扩散 mm2/s 面内热扩散 mm2/s1 CNAS/CMA GB/T22588-2008 804 8122 — Hot Disk TPS 2500SISO 22007-2.2008 — 476.1 3 CNAS/CMA 耐驰LFA467 1.98 194.71http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601221212_583194_2865376_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601221212_583195_2865376_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601221212_583196_2865376_3.jpg

  • 求助知网文献4篇,谢谢

    【序号】:1【作者】 唐海波;【导师】 高应俊;【作者基本信息】 暨南大学, 光学, 2010, 硕士【题目】:光学相干层析图像散斑噪声处理与边缘特征提取【关键词】 光学相干层析; 双树复小波变换; 各向异性扩散; 图像处理; 相位一致; 边缘提取; 【链接】:http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10559-2010124492.htm【序号】:2【作者】 林惠珍;【导师】 高应俊;【作者基本信息】 暨南大学, 光学, 2011, 硕士【题目】:基于LabVIEW的光学相干层析成像控制系统及信号处理研究【关键词】:光学相干层析成像 虚拟仪器技术 LabVIEW 去旁瓣 小波变换 【链接】:http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10559-1011127871.htm【序号】:3【作者】 何永健;【导师】 高应俊;【作者基本信息】 暨南大学, 光学, 2009, 硕士【题目】:光学相干层析系统的程控操作与图像处理研究【关键词】 光学相干层析; 程控操作; 各向异性扩散; 图像处理;【链接】:http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10559-2009108269.htm【序号】:4【作者】 朱毅;【导师】 高应俊;[url=

  • 【求助】请教偏振荧光光谱的测量

    假设我的物质没有各项异性,那么 垂直偏振和水平偏振测出来就是0?我看了一下文献,类似的东西即使是膜,各向异性也有0.12,我的做出来象一系列的噪声背景。请问这样正常吗?还是我有什么地方设置得不对。请大家指教。我的一个想法,假如物质有荧光,但是没有各向异性,那么偏振荧光做出来,垂直和水平方向应该至少有一条曲线类似自然光下的荧光光谱。不知道对不对。

  • 求助一篇中文会议期刊。。。

    【序号】:1【作者】:杜娥 曾楠 何宏辉 何永红 马辉【题名】:各向异性介质Mueller矩阵的定量分析【期刊】:中国光学学会2011年学术大会【年、卷、期、起止页码】:2011年【链接】:http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGGY201109001700.htm

  • 【资料】复合材料力学的研究内容

    [color=#00008B]同常规材料的力学理论相比,复合材料力学涉及的范围更广,研究的课题更多。 首先,常规材料存在的力学问题,如结构在外力作用下的强度、刚度,稳定性和振动等问题,在复合材料中依然存在,但由于复合材料有不均匀和各向异性的特点,以及由于材料几何(各材料的形状、分布、含量)和铺层几何(各单层的厚度、铺层方向、铺层顺序)等方面可变因素的增多,上述力学问题在复合材料力学中都必须重新研究,以确定那些适用于常规材料的力学理论、方法、方程、公式等是否仍适用于复合材料,如果不适用,应怎样修正。 其次,复合材料中还有许多常规材料中不存在的力学问题,如层间应力(层间正应力和剪应力耦合会引起复杂的断裂和脱层现象)、边界效应以及纤维脱胶、纤维断裂、基体开裂等问题。 最后,复合材料的材料设计和结构设计是同时进行的,因而在复合材料的材料设计(如材料选取和组合方式的确定)、加工工艺过程(如材料铺层、加温固化)和结构设计过程中都存在力学问题。[/color]

  • 【求助】磁性测量仪

    哪位前辈知道什么地方有卖磁致伸缩测量仪和磁各向异性测量仪的吗??主要是能测非晶薄带的!!谢谢了!![em61]

  • 【求助】磁性测量仪

    哪位大侠知道什么地方有卖 磁致伸缩系数测量仪 和 磁各向异性参数测量仪 的吗??主要是能测非晶薄带的!!谢谢了!![em61] [em61]

  • 【求助】请教XRD精修中的问题

    我在精修时修完各向异性之后修择优取向,有时会出现拟合谱线突然飞起来,与实验谱线差的很多的现象,不知道这是为什么?是精修步骤还是初始模型的问题吗?还请高手指教,谢谢。

  • 偏光显微镜的特点及应用

    偏光显微镜引(Polarizingmicroscope)是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质,在偏光显微镜下就能分辨的清楚,当然这些物质也可用染色法来进行观察,但有些则不可能,而必须利用偏光显微镜。反射偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器, 可供广大用户做单偏光观察,正交偏光观察,锥光观察。偏光显微是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射性的物质,在偏光显微镜下就能分辨的清楚,当然这些物质也可用染色法来进行观察,但有些则不可能,而必须利用偏光显微镜。 偏光显微镜的特点,就是将普通光改变为偏振光进行镜检的方法,以鉴别某一物质是单折射性(各向同性)或双折射性(各向异性)。 偏光显微镜将普通光改变为偏振光进行镜检的方法,以鉴别某一物质是单折射(各向同行)或双折射性(各向异性)。双折射性是晶体的基本特性。因此,偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域。在生物学中,很多结构也具有双折射性,这就需要利用偏光显微镜加以区分。在植物学方面,如鉴别纤维、染色体、纺锤丝、淀粉粒、细胞壁以及细胞质与组织中是否含有晶体等。在植物病理上,病菌的入侵,常引起组织内化学性质的改变,可以偏光显微术进行鉴别。在人体及动物学方面,常利用偏光显微术来鉴别骨骷、牙齿、胆固醇、神经纤维、肿瘤细胞、横纹肌和毛发等。

  • 液晶相 核磁

    向大神求助:1) 氘代的核磁实验(D-NMR)时怎样来检测向列相的?2)做固体核磁时,不消除各向异性的图谱(H谱或C谱)怎么解析?

  • 同核自旋去耦简化谱线的问题

    当氢谱的谱线重叠较严重时,理论上可通过滴加少量磁各向异性溶剂(如氘代苯),重叠的谱峰有可能分开。在氘代苯不可得的情况下,可以考虑用同核去耦实验来简化谱图,那么这种简化以后会不会对各个峰的化学位移值产生影响呢?因为我希望得到准确的化学位移值,请指教,谢谢!

  • 【分享】GB/T 1040.1~4-2006塑料 拉伸性能的测定

    GB/T 1040.1-2006 塑料 拉伸性能的测定 第1部分:总则 GB/T 1040.2-2006 塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件 GB/T 1040.3-2006 塑料 拉伸性能的测定 第3部分:薄膜和薄片的试验条件 GB/T 1040.4-2006 塑料 拉伸性能的测定 第4部分:各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验条件下载地址:http://www.instrument.com.cn/download/shtml/059875.shtml

  • 求中文文献1篇

    1.【作者】:朱辉 【题名):不同各向异性系数下n值对拉深性能的影响【期刊】:《锻压装备与制造技术》 2011年05期 【年、卷、期、起止页码】:2011年05期【全文链接】:http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DYJX201105040.htm

  • 偏光显微镜的特征及功能简介

    偏光显微镜是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜,也就是在光学显微镜的光学系统中插入了起偏振镜和检偏振器,用以检查样品的各向异性和双折射性的显微镜。凡具有双折射性的物质,在偏光显微镜下就能分辨的清楚,由于生物样品比金相、岩石或结晶的双折射性显著微弱,所以有时也借敏感的检偏振板造成的相加相减现象而利用其干涉色。 其中,起偏振镜和检偏振镜都是由偏光棱镜或偏光板的尼科耳棱镜制成。前者安装在光源与样品之间,后者安装在接物镜与接目镜之间或接目镜之上。偏光显微镜就是将普通光改变为偏振光进行镜检的方法,以鉴别某一物质是单折射性、各向同性或双折射性。偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学、生物学和植物学等领域。 偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域,如鉴别纤维、染色体、纺锤丝、淀粉粒、细胞壁以及细胞质与组织是否含有晶体等。肌肉纤维、骨骼和牙齿等具有各向异性,淀粉粒、染色体和纺锤体等具有双折射性,因此偏光显微镜也被用于组织细胞的研究。

  • 美国物理学家制成宇宙大爆炸声音新版本

    2013年04月04日 来源: 新浪科技 作者: 孝文http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130404/00234edd254e12c722fc33.jpg这张图片显示的是宇宙大爆炸产生的“余晖”,现在一位教授已经制成了宇宙大爆炸的新声音版本http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130404/00234edd254e12c722fc34.jpg这位教授称,普朗克数据比威尔金森宇宙微波各向异性探测器的分析结果得出的频率更高  新浪科技讯 北京时间4月4日消息,据国外媒体报道,美国华盛顿大学的荣誉教授约翰-克拉默10年前利用美国宇航局的威尔金森宇宙微波各向异性探测器(WMAP)收集的数据,首次制成宇宙大爆炸的音频版本。现在他把这个版本与欧洲航天局耗资5.15亿英镑(7.77亿美元)的普朗克太空望远镜传回的数据相结合,制成有关130多亿年前宇宙形成之初发出的声音的最新“高精度”版本。  现在克拉默利用质量更高的普朗克读数,制成这个新版本。他在自己的网站上解释说:“新频谱比威尔金森宇宙微波各向异性探测器的分析结果得出的频率更高,因此它提供了有关宇宙大爆炸的声音的一个更好的‘高保真’版本。”这位物理学家借助了普朗克任务对宇宙微波背景(宇宙开始形成后大约40万年发出的辐射,它把宇宙微波背景的温度变化转变成角频率分量,或称多极)进行分析得出的结果。  克拉默指出,事实上宇宙大爆炸的频率太低,人耳根本接听不到,因此他在模拟过程中对它们进行了放大,这次模拟象征着宇宙的最初76万年。上个月欧洲航天局公布了根据普朗克太空望远镜在最初的15个半月收集的数据制成的婴儿期宇宙的画面。这些数据还为现在的宇宙膨胀速率设定了新数值,这预示着宇宙的年龄是138.2亿岁,比以前认为的年长8000万岁。(孝文)

  • 稳态强磁场实验装置测试系统产出新成果

    近期,中国科学技术大学朱弘教授小组利用稳态强磁场实验装置电子自旋共振等测试系统,研究了压缩应变(La,Ba)MnO3薄膜中的磁晶各向异性,其研究结果近期发表于《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)。 中国科学院强磁场科学中心的科学实验测试系统包括输运实验测试系统、磁性实验测试系统、磁光实验测试系统、极低温实验测试系统、高压实验测试系统和组合显微系统。朱弘小组此次实验就是利用磁性实验测试系统中的“电子顺磁共振谱仪”,进行了一系列研究。其实验结果表明,在Sr或Ca掺杂的锰氧化物铁磁薄膜中容易磁化轴沿拉伸应变方向。该工作利用转角铁磁共振技术,发现在Ba掺杂的薄膜中情况正相反,易磁化方向对应面内的压缩应变方向。实验得到面外共振位置高达12千奥斯特(kOe),表明除了形状各向异性外,磁晶各向异性非常可观,且是易面的。这种磁晶各向异性“异常”的表现反映了锰氧化物与Bethe-Slater曲线的物理内容相一致。(La,Ba)MnO3和Co、Ni相同,易磁化轴沿压缩方向;而另两种掺杂的锰氧化物(LaCa),(LaSr)和a-Fe一样表现相反。 强磁场科学中心成立于2008年4月30日,是国家发改委支持的“十一五”国家重大科学工程。中心的长远预设目标包括强磁场的产生、强磁场下的物性研究以及依托强磁场实验装置进行科学技术发明,其实验设施包括磁体装置和科学实验测试系统。2010年,部分磁体装置及测试系统建成,已开始先期投入试运行并陆续向用户开放,基本实现“边建设边运行”。 稳态强磁场实验装置项目建设总目标是建立40T级稳态混合磁体实验装置和系列不同用途的高功率水冷磁体、超导磁体实验装置,使我国的强磁场水平跻身于世界先进行列。目前四台超导磁体中的SM3与配套核磁共振谱仪完成联调,并已开展了多项结构生物学和药物学方面的研究,SM2已调试成功,正与组合显微测试系统SMA联调。磁体装置方面,强磁场中心现已成功研制出国内首台铌三锡管内电缆导体的超导磁体以及我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201208/W020120820347280715931.jpg

  • 反光偏光显微镜的应用及原理

    反光偏光显微镜的应用及原理反光偏光显微镜也叫矿相显微镜。在一般大型显微镜光路中,只要加入两偏振片即可,即在入射光路中加入一个起偏振片,在观察镜中加入一个检偏振片,就可以实   现偏振光照明。除了起[url=http://www.gengxu.cn]偏振镜[/url]和检偏振镜外,有时还加入一个灵敏色片,用来检验椭圆偏振光,并获得色偏振 一、 起偏振镜位置的调整  起偏镜一般安装在可以转动的圆框内,借助手柄转动调节,调节的目的是为了使起偏振镜出来的偏振光动面水平,以保证垂直照明器平面玻璃反射进入物镜的偏振光强度最大,且仍为直线偏振光。  调整方法,是将经过抛光而未经腐蚀的不锈钢试样(光性均质体)放在载物台上,除去检偏振镜,只装起偏振镜,从目镜内观察聚焦后试样磨面上反射光的强度,转动起偏振镜,反射光强度发生明暗变化,当反射光最强时,就是起偏振镜振动轴的正确位置。  二、检偏振镜位置的调整  起偏振镜位置调整好后,装入检偏振镜,调节检偏振镜的位置,当在目镜中观察到最暗的消光现象时,就是检偏振镜与偏振镜正交的位置。在实际观察中,常将检偏振镜作一个小角度的偏转,以增加显微组织的衬度。其偏转的角度由刻度盘上的刻度指示出来。若将检偏振镜在正交位置转动90°,则两偏振镜振动轴平行,这时和一般光线下照明的效果相同。  许多金相显微镜在出厂时已经把起偏振镜或偏振镜的振动轴的方向固定好,只要调节另一个偏振镜的位置就可以了。  三、 物台中心位置的调整  利用偏振光鉴别物相时,经常需要将载物台作360°旋转,为使观察目标在载物台旋围时不离开视域,在使用前必须调节载物台的机械中心与显微镜的光学系统主轴重合。一般是通过载物台上的对中螺钉进行调整。  四、 偏振光照明下的色彩(色偏振)  以上都是讨论在单色偏振光照明下的情况,如果考虑到偏振光波长的影响,即用白色偏振光照明,会产生色彩。  在金相显微镜中进行正交偏振光的观察时,在光程中插入灵敏色片(目前多用λ=5760nm的全波片)后,各向异性的金属不同晶粒会出现不同的颜色。观察各向同性金属时,不加入灵敏色片,也会有不同颜色,但色彩不丰富。加入全波片后,色彩变得鲜艳。  转动载物台或灵敏色片,晶粒的颜色随之变化,这主要是由于偏振光干涉的结果。  偏光显微镜也和一般显微镜照明一样,分为明场照明和暗场照明两种照明方式。  4 应用举例  一、材料显微组织的显示  1.各向异性材料组织的显示  根据偏振光的反射原理,在各向异性的金属内部由于各晶粒的位向不同,干涉后的偏振光的振动方向的偏转角度不同,在正交的偏振光下则可以显示出不同的亮度。具有同样亮度的晶粒光轴一席话同接近,所以根据晶粒的明暗程度还可以判断晶粒的位向。对各向异性的金属磨面经抛光后不腐蚀就可以看到明暗不同的晶粒,这一点对难腐蚀出清晰组织的材料来说,是十分有利的分析途径。  例如,球墨铸铁的组织中的石墨属于六方点阵,是各向异性的物质,在同一石墨球中具有许多不同位向的石墨晶粒,这些石墨晶粒在偏振光下可显示不同的亮度,从而分辨出石墨晶粒的方位、球状和大小。如图7(a)所示。在一般光照射下只能看到黑暗的石墨球,不能分辨石墨的晶粒。

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