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聚焦·两种碳纤维动力箱体的应用要求

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工业领域中,用于新能源汽车的碳纤维复合材料动力电池箱和用于装甲车/无人机等的碳纤维复合材料油箱是碳纤维复合材料用于箱体部件的两种主要形式。但是在具体的应用中,碳纤维箱体对复合材料的基体选择、预浸料的铺层设计和模压工艺都提出了不同的要求。

碳纤维复合材料电池箱:

碳纤维电池箱体
动力电池箱是电动汽车的重要零部件,动力电池箱体是用来保护动力电池正常运转的外部零件,不仅要防水防尘,还需要具有一定的耐腐蚀性,以应对多样化的工作环境。作为承载件,它必须具备一定的强度和耐疲劳性,作为车载件,它还需有良好的抗震动和冲击性能。
与传统的金属电池箱体相比,采用碳纤维复合材料制作的箱体自重可以减轻50%以上,有效减少了油耗,提升了汽车动力系统的利用效率,使电动汽车在减少碳排放方面更具有话语权。

碳纤维电池箱体无锡智上新材提供
动力电池箱的箱体包括上箱盖、下箱体、托架等部件,由于电池箱的受力主要来自于电池组的重量,所以对电池箱下箱体的结构强度要求较高,这也是最有技术难度的地方。碳纤维零部件厂商无锡智上新材根据自己的实际制作经验,认为可以通过有效的碳纤维复合材料铺层设计使下箱体得到有效增强。可以按照载荷分量的实际分布确定碳纤维的取向,最大限度低利用碳纤维的高强度特性更好地承担电池组的载荷。也可以通过相应的铺层设计和有针对性的剪裁,使碳纤维复合材料在特定的位置通过增加厚度形成电池下箱体所需的刚度。

碳纤维复合材料油箱:

碳纤维复合材料油箱与金属油箱相比,最大的优势就是轻量化效果显著,同样的储油量,箱体质量可减轻25%-35%。但要达到实际应用要求,碳纤维复合材料油箱还需要采用一次成型技术和进一步对树脂基体进行选择,才能实现金属油箱同等的密封性和耐压能力,在防渗漏方面提供足够的保障性。
如果油箱需要焊接,不能一次成型,在长时间的车载振动中就有可能产生开裂现象,哪怕是少量的渗漏,都有可能造成极大的危害。因此,无锡智上新材强调,采用碳纤维复合材料制作装甲车等特殊车体的油箱时,必须采用一体成型的工艺,确保无缝隙无开裂隐患。

特种车辆用碳纤维油箱
其次,因为油箱必须长期浸入柴油、汽油等燃料,所以油箱材料必须具有较强的耐油性,采用碳纤维复合材料制作油箱时,必须选择耐油性好的树脂基体,保证其不会被油溶解,力学性能不会因此而降低。
除了装甲车等特种车体外,碳纤维复合材料油箱还可以应用在小型直升机和无人机上,既能解决传统金属油箱厚重、环境适应性差等应用受限问题,还能有效提升机体的储油量和续航时间。
来源:新材发现

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来源:碳纤维生产技术
振动疲劳复合材料汽车新能源焊接材料无人机
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首次发布时间:2024-07-18
最近编辑:3月前
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科研·碳纤维在柔性超级电容器中的研究进展

本文摘要:(由ai生成)随着便携和可穿戴电子产品发展,传统超级电容器难以满足需求,柔性超级电容器因其优势成为研究热点。碳纤维因其优异性能成为柔性超级电容器电极材料的重要选择。碳纤维电极的能量密度问题可通过扩大电势窗口和增大比电容解决。碳纤维在柔性超级电容器中应用前景广阔,但仍需解决性能评判标准、成本及新材料探索等问题。随着便携式和可穿戴智能电子产品的快速发展,其对储能器件的要求越来越高,传统的超级电容器难以满足其需求,柔性超级电容器因其具有轻便、可弯折以及良好的循环稳定性,成为新一代有巨大潜力的储能器件。本文介绍了超级电容器以碳纤维在柔性超级电容器的研究进展,总结了柔性超级电容器存在的问题并提出了展望。图片来源:网络电极材料是决定超级电容器性能好坏的关键,如何兼顾活性电极的柔性化和高能量密度是一个难点。碳材料在硬度、光学特性、耐热性、导电性等方面都优异于其他材料,非常适合作为柔性超级电容器的基础电极材料。其中碳纤维具有良好的导电、导热性,以及优异的化学稳定性,受到研究者们的广泛关注。通过不同的结构设计能够将电极、电解质、柔性基板更好的结合,一方面能够保证柔性超级电容器的灵活性,另一方面也能提高柔性超级电容器的储能。碳纤维作为一种碳含量在95%以上的新型纤维材料,对比传统的玻璃纤维,它耐腐蚀性强,质量比金属铝轻,强度比钢铁高,具有外柔内刚的特点。纤维状的碳材料如碳布和纳米纤维纸等兼顾良好的导电性和柔韧性,常用于制备柔性超级电容器的电极。纤维状超级电容器具有能量密度低的缺点,这也常常限制了它的应用,碳纤维作为电极材料不例外。 为了提高能量密度可以通过工作电势窗口、比电容最大化两种方法。使用有机电解质或者离子电解质可以提高电导率,组装非对称超级电容器可以有效提高电势窗口。MnO3的功函数高达6.9eV,可用作正极,MnO2的功函数4.4eV,可用作负极。由于正负电极功函数相差较大,可以有效增大电势窗口电压。对于提高比电容,可以采取与赝电容材料复合,产生赝电容效应,提高电极材料的储存能力。碳纤维常常作为柔性基底,在其表面沉积生长金属氧化物或导电聚合物,作为电极材料。研究人员制备了改性氮掺杂碳纤维布电极,展现了优秀的电化学性能,为大规模制备高性能碳纤维电极材料提供了一条简便而有效的途径。研究人员通过电沉积法在碳纤维布上生长的镍-钴层状双氢氧化物,该电极在1A/g的电流密度下具有1540F/g的高比电容。 柔性超级电容器的关键在于高性能与良好柔韧性的电极。碳纤维的优异物理化学性能和可编织性,非常适合作为柔性超级电容器的电极。碳纤维电极的问题是能量密度低,可以通过扩大电势窗口和增大比电容来提高能量密度。碳纤维与不同的金属氧化物的复合增加了储存能力,使用有机、离子电解质可以电导率,不同的金属氧化物功函数不同,组装非对称超级电容器可以扩大电势窗口电压。 总之,碳纤维等纳米碳材料在柔性超级电容器中有着广阔的应用前景,但仍有一些问题需要思考与解决,如:(1)柔性超级电容器性能没有建立统一评判标准。 (2)纳米碳材料价格总体偏贵,目前还难以用于工业化生产。 (3)应该不断探寻新的电化学性能优异的材料;从细微处分析储能机理,对现有材料进行改进;还可以针对应用场合的不同,对超级电容器结构进行改进。来源:知网、赛奥碳纤维技术特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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