摘要：聚合物电介质材料因其高功率密度、耐击穿、安全柔韧、易加工和自愈性等特点,被广泛应用于智能电网、新能源汽车、航空航天、国防科技等领域.其中,基于三明治结构设计获得具有更高储能密度和储能效率的柔性电介质材料成为近年来聚合物储能电介质领域的研究热点和常用策略.本文从电介质的材料构成、结构设计以及制备方法等角度综述了基于三明治结构聚合物电介质薄膜在储能密度提升方面的研究进展,阐述了三明治结构电介质材料性能调控的微观机制和协同增强机理,并展望了其发展趋势和应用前景.

摘要：柔性钙钛矿太阳能电池由于可弯曲、重量轻、高功质比等特点,受到广泛关注.提升柔性钙钛矿太阳能电池转换效率最有效的策略是钝化钙钛矿薄膜内部的晶界缺陷以及钝化钙钛矿薄膜与电荷传输层的界面缺陷.本文设计制备了以柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate,PET)为基材的柔性反式钙钛矿太阳能电池,采用了辛基氯化胺(octadecylamine hydrochloride,OACl)添加剂及表面钝化的协同钝化策略,提高了钙钛矿薄膜的结晶质量,改善了钙钛矿薄膜内部及界面处的缺陷,并最终得到了光电转换效率为20.80%的柔性反式钙钛矿太阳能电池.本文为制备高效柔性钙钛矿太阳能电池提供了一种有效策略.

摘要：目前,柔性和可穿戴/植入电子设备的快速发展对柔性电源的需求越来越大,催发了科学界对柔性储能器件的广泛研究.除优异的机械变形能力外,柔性电子设备的结构特征及潜在应用领域对柔性储能器件提出了高比能、高安全的要求.锂电池自放电率低、能量密度高、循环寿命长,被认为是电子设备的理想能源,正主导着柔性储能器件的发展方向.如何同时获得锂电池的高柔性、高安全性和高能量密度是目前在柔性电子领域面临的主要挑战之一.基于以上问题,本文对未来高比能、高安全的柔性锂电池的发展进行了详细论述.首先,通过代表性实例介绍了柔性电子设备/柔性锂电池的常见应用场景,凸显出对电池高比能和高安全的要求.然后,分别从材料选择角度,包括集流体、电解质和电极活性材料等,及结构设计角度,包括折纸/剪纸结构、仿生结构、三相渗流结构等,论证了如何有效提高电池的柔性、安全性和能量密度.最后,进一步讨论了柔性锂电池研究与发展面临的挑战和未来的发展机遇.

摘要：随着球形石墨在锂离子电池负极材料的应用,天然鳞片石墨球化过程中产生了大量的球形尾料,其利用率及附加值较低。本文将球形石墨(SG8)、球形尾料与羧基化纳米纤维素按不同比例混合,制备了6种柔性电热膜。通过调控球形石墨和球形尾料添加量、电压等参数,研究电热膜的电阻、电阻率和升温速率的演变规律。研究表明,在10V电压下,球形尾料含量为15%的加热膜电阻率为8.57mΩ/mm,达到发热最高温度为59.3℃,前30s的升温速率为0.50℃/s,水洗后球形尾料含量为15%的加热膜电阻率为9.30mΩ/mm,达到发热最高温度为58.6℃,前30s的升温速率为0.46℃/s,表明球形尾料电热膜水洗后仍具备良好的柔性和发热性能,证明了利用天然石墨球形尾料可制备柔性电热膜。相比于球形石墨,球形尾料具有更好的电热性能,为天然石墨球形尾料的高质化利用提供了解决途径。

摘要：对柔性钙钛矿太阳电池(FPSCs)成膜工艺进行研究,针对在柔性基底上沉积薄膜不均匀、较多缺陷、内部应力等问题,分析其形成原因和影响因素。选择PET/ITO作为柔性基底,SnO2作为电子传输层,加入KCl进行调控,KCl的加入可增加电子传输层与柔性导电基底的亲和性,从而获得致密且缺陷较少的膜层。通过优选钙钛矿前驱体各组分配比,加入MACl作为添加剂调控结晶过程,并在钙钛矿表面设计PEAI钝化层钝化界面,获得高质量的钙钛矿结晶和致密表面,并使电池的柔韧性能得到提升。在适宜的环境下,制备认证效率达到23.14%的柔性钙钛矿太阳电池,其在弯折10000次后仍能保持80.48%的初始光电转换效率。

摘要：常减压蒸馏装置能耗在整个炼油厂中最高,优化其换热网络是节能的有效手段。考虑到所加工油品会发生变化,以往针对特定原油设计的换热网络在处理其他原油时表现不再最优。提出一种多周期柔性优化方法:首先对不同原油周期进行流程模拟,随后模拟现行换热网络,辨识夹点位置偏移,发现不合理用能发生位置,通过改变管路结构并调节换热匹配,提高换热网络柔性,消除部分共有的跨夹点传热。在某炼油厂的应用结果表明,多周期柔性设计可在周期1、周期2、周期3、周期4分别节约1421,880,3842,3421 kW的加热炉热负荷和等量的冷却负荷。对多周期换热网络用能变化规律的深入研究和柔性设计,可为炼油厂节能降耗做出更大贡献。

摘要：基于电涡流原理设计了一种可检测三维力的柔性触觉传感器。该传感器的结构采用多线圈阵列与柔性材料相结合的方式,外部施加的力使柔性材料形变,从而使金属薄层与线圈的间距改变,进而各线圈的感应电压发生变化。通过外部施加的力与线圈输出的感应电压之间的关系,建立对应的特征函数,判断外力施加的方向和大小。根据所设计的传感器结构确定制造工艺并进行制备,经一系列试验测试了传感器的输出特性,结果表明所设计的传感器具备三维传感能力,满足机器人柔性触觉感知和三维测量工作的需要。

摘要：针对压曲机单点单次压制曲块质量不稳定、提浆效果差等问题,采用TRIZ理论对压曲机进行总体方案创新设计。利用分割、多维化原理设计多工位压曲装置,包括落料、预压整形、3次捶打和脱模输出等6个工位,平均产量为500块/h。采用复制、动态化、改变参数、近似化原理设计锤头装置,每个模盒均对应包含8个可独立捶打的柔性锤头装置,实现24次/周期的多点、多频次柔性捶打。运用SolidWorks进行设备虚拟建模,通过样机验证方案。试验结果表明,设备压制的曲块含水率约为12%,曲块表面提浆效果面积比约为82%,曲皮厚度约为0.96 cm,曲块中间松、四周紧,断面整洁。研究为压曲机的创新设计提供新的思路。

摘要：传统超声换能器存在体积大、表面刚性的缺点,无法用于人体复杂皮肤表面和可穿戴器件的设计。为使换能器具有灵活、体积小,满足可穿戴的特点,将其压电元件、电极和封装等各组成部分重组为柔性换能器。相比于传统换能器,它有两个优点:首先,不需要专业人员操作,可实现持续性的超声监控或治疗。其次,通过更全面的皮肤表面覆盖,扩大声场范围。在超声诊断方面,改善声信号采集,获得更全面的检测信息;在超声治疗方面,增加声能量沉积,提高疗效。柔性换能器使超声医疗应用场景多元化,可实现连续超声诊断或超声治疗。该文首先概述了其在设计和加工方面的最新进展,然后重点介绍了其在诊断和治疗方面的应用,最后讨论了这一领域所面临的挑战并对发展前景进行展望。

摘要：SiO_(2)气凝胶因特殊网络结构而存在优异的性质,如高比表面积、高孔隙率、低热导率和低密度,是优异的保温绝热材料。但SiO2气凝胶机械性能脆弱,导致传统制造方法难以制备复杂和微小型构件,极大地阻碍了SiO_(2)气凝胶在隔热领域的发展和应用。本文通过3D打印直写技术制备了柔性SiO_(2)气凝胶复合材料,通过研究不同聚乙烯醇(PVA)溶液和十八酸钠(C_(17)H_(35)COONa)的含量,找到最佳浆料配比,打印的柔性SiO_(2)气凝胶复合材料在100℃下的热导率低至0.026 W/(m·K),同时具有较好的压缩性能、弯曲性能和疏水性。这项研究为SiO_(2)气凝胶的规模化应用提供一种可能。