富镍锂离子电池三元材料NCM的研究进展

锂离子电池作为新能源电池符合时代要求,具有良好的应用前景。电池容量、倍率性能与循环性能是电池性能的重要评价指标,在选取高能量密度电极材料的同时要充分考虑电池结构稳定性及其安全性能,三元材料基于这种思路进行设计。目前,针对电池中锂离子导通率与结构不可逆坍塌问题,通过包覆涂层、离子掺杂等手段改善锂离子电池性能已经常态化,实际需求要求有更有效的改性方法。因此,本文综述了富镍锂离子电池三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2(NCM424)、 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)、 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)的研究现状与发展导向,认为简单的单一材料改性已遇到瓶颈,改性方法复合、设计材料多元结构是提升电池性能的一大发展方向;从改性材料的合成和运行路径入手,研究分子水平上的作用机制,建立统一理论模型,通过计算模拟手段设计电极结构,实现锂离子电池突破性的发展。

核壳结构正极材料界面设计与性能研究

核壳结构电池材料能从核心和壳体两方面产生协同作用,具有比容量高、氧化还原可逆性好、离子扩散速率高、成本低、安全性强等优点,在电池材料研究中有广泛应用。三元电池材料的核壳结构设计主要分为非电活性材料核壳结构设计、普通核壳结构设计、浓度梯度核壳结构设计、全浓度梯度核壳结构设计等;核壳结构三元电池材料的合成方法主要分为:化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等,综述了核壳结构电池材料热力学、电化学、动力学性能,对核壳结构电池材料理论计算、数值模拟的研究现状和应用进行了阐述,最后简述了核壳结构正极材料的应用和展望。

L-酪氨酸电化学传感器的研究

L-酪氨酸(L-Tyr)是营养必需氨基酸之一,它是蛋白质的重要组成部分,对人和动物的新陈代谢、生长发育起着重要的作用,也是激素和神经递质的关键前体。体内酪氨酸含量异常将会引起相关疾病,因此发展快速灵敏测定L-Tyr的方法对研究相关动物营养和疾病诊断具有重要意义。文章概述了近几十年来各类检测酪氨酸的分析方法,重点探讨了电化学传感器在酪氨酸检测方面的研究与应用。

稀有金属材料钯湿法回收的研究进展

从不同废弃物中回收贵金属钯的湿法回收方法,明确了钯回收的重要价值,但存在体系成分复杂,含量极低,且未经处理直接排放,造成资源浪费的问题。湿法回收依据回收过程作用机理的不同,以吸附法、离子交换法、络合-萃取法、沉淀法等进行分类阐述。在4种方法中,吸附法的应用逐渐增加,故以吸附法为主进行详细介绍。吸附材料可分为金属氧化物复合吸附材料、碳基复合吸附材料、MOFs复合吸附材料、生物质复合吸附材料。而复合吸附材料通常以功能性配体与载体通过嫁接法或浸渍法等进行复配合成,因而相对普通的吸附剂具有更高的吸附容量与选择性,且吸附迅速。指出在未来的发展方向中,为推进贵金属钯回收的高选择性、高回收率,吸附法将成为首选,同时可实现回收的绿色环保。

谷氨酸电化学传感器的研究与应用

L-谷氨酸(L-Glu)是生物体20种常见氨基酸中的一种。由于谷氨酸在营养、临床应用以及食品行业中的重要作用,因此实现食品和生物体如血清中谷氨酸的快速、灵敏检测对于医学、病理学以及食品药品生产加工行业发展具有至关重要的意义。该文总结了近年来电化学传感器中常用的材料以及逐渐发展起来的谷氨酸电化学传感器的研究与应用。

动力锂离子电池仿真模型研究进展

锂离子电池作为新能源电动汽车优异的动力来源受到广泛关注,获得高性能的锂离子电池对电动汽车的发展至关重要。数值仿真技术突破了传统实验的限制而极大地促进了锂离子电池的研究工作。高效、实用的仿真模型可以将多种化学反应及物理场相互耦合,预测多种因素对于电池各种性能的影响,使仿真结果尽可能地接近真实情况。本文主要介绍了仿真研究的优势和重要意义,分别从电池热模型、电学特性模型、老化模型等出发,比较了众多仿真模型针对锂离子电池性能的仿真结果,总结不同模型的优势以及存在的薄弱环节,并提出仿真研究以后的发展趋势为:①从机理出发,研究多物理场相互作用关系,实现多场耦合;②从模型和算法入手,扩大模型的研究范围,兼顾简化模型和提高精确度;③从电池本身入手,注重电池材料的性能改善以及成组方式和结构优化。

银锡锑合金阴极微生物燃料电池产电特性研究

作者采用银锡锑合金粉末制作的银合金电极作阴极,研究了剩余污泥为直接燃料的单室悬浮阴极微生物燃料电池(MFC)产电特性。实验结果表明:银合金阴极主要由银相、氧化锡相和氧化锑相组成,其组织疏松,有利于增加表面积促进阴极反应。采用银合金阴极的MFC输出电压高且稳定时间长(在542~258.3 m V之间为260 h),输出最大功率密度为2.69 W/m^3,功率密度和输出电压的提高主要是由于银合金阴极极化现象减弱导致的。随着污泥水解的进行可被MFC中产电微生物利用的物质逐步释放出来,溶解性化学需氧量(SCOD)、糖类和蛋白质均先上升后下降,但SCOD、蛋白质和糖类到达峰值的时间均较长,主要是由于MFC产电能力的提升,污泥水解释放出来的物质被快速消耗导致;而糖类的分解速度更快,更容易被产电微生物所利用。

新离子型添加剂对高镍锂离子电池性能影响研究

研究了一种新离子型负极成膜添加剂2D对NMC811/石墨电池性能的影响,并与当前最常用商业化负极成膜添加剂VC进行对比试验。微分容量dQ/dV显示2D先于EC和VC在2.1 V左右还原,在石墨负极形成较稳定的SEI膜,交流阻抗结果表明含2D成膜阻抗明显低于VC;含2D、VC、2D和VC复合电解液的NMC811/石墨电池的倍率循环、高温存储和高温循环等测试结果表明,含2D电解液电池的石墨负极钝化膜更加稳定,有效提升锂离子电池的循环、存储和倍率性能,60℃存储含2D电池的电压和电阻变化较小,高温循环200周后,不含2D添加剂电池容量损失达15%,含2D电池容量保持率在92%以上。

DNA纳米机器及其核酸传感应用

DNA纳米机器是由系列功能核酸序列组成的一类分子机器,由剪切作用和链置换反应驱动,可以在纳米轨道上实现物质的运输。DNA纳米机器易于构建与表征,其结构可以根据需要自由设计且变化可控,因而受到科研工作者的广泛关注。文章概述了DNA纳米机器近几十年来的发展与应用,重点探讨了DNA walker、DNA tweezer、DNA motor三种纳米机器以及它们在核酸传感器中的应用。

红外光谱法检测绝缘油酸值的研究

在实验室对三种变压器油进行了120℃铜催化热老化,采用中红外光谱法能快速测得油品老化特征峰的优点,将老化后的变压器油的红外老化峰峰面积与酸值进行相关性分析。

Visible-light-induced deoxygenative C2-sulfonylation of quinoline N-oxides with sulfinic acids for the synthesis of 2-sulfonylquinoline via radical reactions

A simple and efficient method for the synthesis of 2-sulfonylquinoline from deoxygenative C2-sulfonylation of quinoline N-oxides with sulfinic acid induced by visible light is presented.This protocol shows a broad substrate scope,and desired products with various substituents can be formed in moderate to high yields at room temperature.

低温热氧化法强化剩余污泥微生物燃料电池的产电特性

城市污水处理厂污泥因有机物含量高而成为微生物燃料电池(MFC)应用研究的主要方向之一,而污泥中有机质的释放成为限制其发展的主要因素.本实验利用低温热解和过氧化氢氧化处理的耦合方法预处理城市污水处理厂污泥,分析了其作为燃料对MFC产电性能的影响.研究表明,利用预处理后的污泥上清液作为燃料,预处理温度、时间、pH值和过氧化氢投加量对MFC的产电性能影响大.当温度、时间、pH值和过氧化氢分别为100℃、90 min、11和500 g·kg TSS-1的预处理条件下,MFC功率密度最大,分别为235、287、233.2、280 mW·m-3.采用热氧化法预处理污泥,可有利于污泥的破解,使能被产电菌利用的营养物质增多,提高了MFC产电特性,可为污泥资源化利用提供有益的参考.

新型微生物燃料电池耦合技术的研究进展

微生物燃料电池(MFC)产电低而难以商业化应用制约了其发展,而MFC与其它技术耦合实现电能的有效利用成为研究者关注的热点,也为MFC的商业化应用提供更广阔的思路。本文综述了MFC耦合新技术研究进展,包括MFC-MEC、MFC-电芬顿、MFC-PEC、MFC-CW、MFC-超级电容器,并对其进行展望。