LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/黑磷/纳米纤维素的柔性电极制备及其电化学性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51804199
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    王任衡
  • 依托单位：
    深圳大学
  • 学科分类：
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Long-term capacity fading has limited commercial layered Li-ion battery electrodes. In this work, we describe the design and implementation of a low cost, flexible, and vacuum filtration of the composites created free-standing architecture with nanocellulose (NC) and black phosphorus (BP) as LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523) cathode to improve battery lifetime and rate performances. The conductivity and cycling stability should be improved because of 3D network conductive structure. The Kinetics of Li extraction and insertion during battery cycling and the mechanical origin of the degradation process are characterized by electrochemical analysis. The microstructure control is achieved by controlling the synthesis process. This research is aim to clarify the degradation mechanism, the relationship between structure properties and the electrochemical performances, and to acquire the mechanism of microstructure control for composite cathode material.
针对层状结构锂离子电池正极材料高倍率性能不佳和长循环容量衰减严重而影响其应用的问题，本项目将纳米线纤维素、黑磷和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523)正极材料通过真空抽滤制模法制备廉价、高柔性的三维网状导电膜电极，有效阻止NCM523颗粒长大，减小锂离子的扩散路径，提升材料的导电性，实现对二次颗粒的保护。通过对其结构的调控，解析抑制材料颗粒长大的机理；通过研究材料的脱嵌锂过程动力学，探明三维网状结构NCM523/BP/NC材料的脱嵌机理；通过研究电化学性能，得出三维网状结构、物理性质、电化学性能之间的构效关系，并以此为理论指导，设计并制备出高电压下具有优良性能的NCM523/BP/NC三维网状导电结构正极材料。

结项摘要

针对层状结构锂离子电池正极材料高倍率性能不佳和长循环容量衰减严重而影响其应用的问题，本课题利用黑磷理论比容量高（1300 mAh g-1）、导电性优异、脱嵌锂电位低和纳米纤维素具有良好的机械性能、热稳定性和环境友好等优点，将纳米线纤维素（NC）、黑磷（BP）和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523)正极材料通过真空抽滤制模法制备廉价、高柔性的三维网状导电柔性薄膜电极，主要结论如下：.（1）成功制备出纳米纤维素和黑磷复合薄膜电极，其具有良好的弯曲和拉伸性能；作为负极材料组装半电池具有良好的循环性能和倍率性能。.（2）制备的黑磷柔性薄膜电极具有优良的弯曲性能，其比容量在1100 mAh g-1，接近于黑磷的理论比容量高（1300 mAh g-1）。.（3）以NC为粘结剂抑制NCM523电极容量衰减的机理为二次电极颗粒中晶间裂纹的形成和生长，有效阻止NCM523颗粒长大，减小锂离子的扩散路径，实现对二次颗粒的保护。.（4）NCM523/NC扣式电池在4.6 V高电压下具有非常优秀地循环性能和倍率性能。此外，测试弯折状态全电池容量没有明显地改变，表明薄膜电极具有优良地弯折性能。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Surfactant-assisted hydrothermal synthesis of V2O5 coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 with ideal electrochemical performance
表面活性剂辅助水热合成具有理想电化学性能的V2O5包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
  • DOI：
    10.1016/j.electacta.2019.134822
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Electrochimica Acta
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Min Yuan;Yanwei Li;Quanqi Chen;Chao Chen;Xueping Liu;Wei Zeng;Renheng Wang;Shunhua Xiao
  • 通讯作者：
    Shunhua Xiao
Synergistic Modification of Magnesium Fluoride/Sodium for Improving the Electrochemical Performances of High-Nickel Ternary (NCM811) Cathode Materials
氟化镁/钠协同改性提高高镍三元（NCM811）正极材料电化学性能
  • DOI：
    10.1149/2.1301914jes
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of the Electrochemical Society
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Xueping Liu;Quanqi Chen;Yanwei Li;Chao Chen;Zeng Wei;Min Yuan;Renheng Wang;Shunhua Xiao
  • 通讯作者：
    Shunhua Xiao
Flexible Li[Li0.2Ni0.13Co0.13Mn0.54]O-2/Carbon Nanotubes/Nanofibrillated Celluloses Composite Electrode for High-Performance Lithium-Ion Battery
高性能锂离子电池柔性Li[Li0.2Ni0.13Co0.13Mn0.54]O-2/碳纳米管/纳米原纤化纤维素复合电极
  • DOI：
    10.3389/fchem.2019.00555
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Frontiers in Chemistry
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Yan Li;Han Zhang;Zhe Xiao;Renheng Wang
  • 通讯作者：
    Renheng Wang
Synthesis of Li2FeP2O7 Cathode Material at Different Temperatures and Its Electrochemical Performance for Lithium Ion Batteries
不同温度下Li2FeP2O7正极材料的合成及其锂离子电池电化学性能
  • DOI：
    10.7503/cjcu20200630
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Chemical Journal of Chinese Universities
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Renheng Wang;Zhe Xiao;Yan Li;Yiling Sun;Shuting Fan;Junchao Zheng;Zhengfang Qian;Zhenjiang He
  • 通讯作者：
    Zhenjiang He
Recent Developments of Two-Dimensional Anode Materials and Their Composites in Lithium-Ion Batteries
锂离子电池二维负极材料及其复合材料的最新进展
  • DOI：
    10.1371/journal.ppat.1008101
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Appl. Energy Mater.
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Zhe Xiao;Renheng Wang;Dongting Jiang;Zhengfang Qian;Yan Li;Kaishuai Yang;Yiling Sun;Zhiyuan Zeng;Feixiang Wu
  • 通讯作者：
    Feixiang Wu

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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