Si基锂离子电池负极纳米材料的表面改性

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21353001
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0205.电化学
  • 结题年份:
    2014
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2014-12-31

项目摘要

Because of its high theoretical lithium capacity, Si has been considered as the most promising anode material for the next generation high energy lithium-ion battery. In this project, we are going to synthesize Si based nanostructure-graphene composites, and then improve the electrochemical properties of the anode composites via surface modification of the Si based nanostructures. Firstly, ultrathin SiO2, SiC or SiN films will be produced on surface of the Si based nanostructures via surface chemical reactions of Si with oxygen, carbon or nitrogen contained gases. These ultrathin films not only reduce the side reactions of Si based electrode resulting from the reducing contact of the Si based nanostructures with the electrolyte but also limit the volume change of the Si based nanostructures during lithiation/delithiation processes. By this way, it will effectively improve the electrical contact between the Si based electrode and electrolyte and inhibit the cracking of the Si based nanostructures then maintain their high lithium capacity. Secondly, Si-Ge alloy nanostructures will be synthesized to modify the low lithium ion diffusion rate and high bulk resistance of Si with the good physical properties of Ge and finally improve the electrochemical properties of the Si based electrode.
由于它的高锂离子理论容量,Si纳米材料被认为是新一代高能锂离子电池的理想负极材料。本项目我们将制备Si基纳米结构-石墨烯复合材料,同时通过Si基纳米材料的表面改性来提升这些锂离子负极材料的电化学性能。首先使用化学反应法在Si表面形成一层均匀超薄的Si化合物(比如:SiO2、SiC或SiN)薄膜,该薄膜不仅通过减少Si电极和电解液的接触来减少电极副反应又能有效抑制Si电极在嵌/脱锂离子过程中产生的体积变化。这样就能通过有效地改善电极/电解液界面的同时解决Si电极本身在嵌/脱锂离子过程中产生的机械裂化来保持电池材料的锂离子容量。然后将通过Si与Ge合金,用Ge的物理特性来改善Si本身的高电阻和低锂离子扩散速率的缺陷,从而整体提高Si基纳米材料的电化学活性。

结项摘要

本项目的主要目的是拟通过表面修饰Si纳米材料来提高其电化学储锂能力。在实际实验中首先我们通过化学气相沉积和等离子体辅助化学气相沉积方法制备石墨烯薄膜,同时了解石墨烯形成机理。然后在Si纳米线上通过等离子体辅助化学气相方法沉积石墨烯薄膜,形成Si@石墨烯核壳结构。实验结果表明Si纳米线表面修饰石墨烯后大大提高了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能和循环寿命。接着我们研究了锂原子在氢修饰Si原子簇的吸附和表面扩散的情况。同时基于该基金的支持我们还合成高性能石墨烯/氧化物锂离子电池负极复合材料,然后通过表面改性进一步增强这些电极材料的电化学性能。在石墨烯/氧化物复合物电极上修饰一层薄的三氧化二铝保护层可以提高电极的循环寿命,这是由于该惰性氧化物层能很好地保护了电极材料在循环过程中的完整性。基于对以后研究兴趣,我们还合成了金属有机框架化合物,并了解其光学以及电化学性质。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An Alumina-Coated Fesub3/subOsub4/sub-Reduced Graphene Oxide Composite Electrode as a Stable Anode for Lithium-ionBattery
氧化铝涂层铁
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    吴启辉;B. Qu;J. Tang;C. Wang;D. Wang;J.-G. Ren
  • 通讯作者:
    J.-G. Ren
Growth of three-dimensional graphene layers using plasma enhanced CVD
使用等离子体增强 CVD 生长三维石墨烯层
  • DOI:
    10.1179/1743294414y.0000000362
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    Surface Engineering
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    吴启辉
  • 通讯作者:
    吴启辉
Growth of graphene films on Cu catalyst in hydrogen plasma using polymethylmethacrylate as carbon source
以聚甲基丙烯酸甲酯为碳源在氢等离子体中铜催化剂上生长石墨烯薄膜
  • DOI:
    10.1016/j.cattod.2014.12.016
  • 发表时间:
    2015-11
  • 期刊:
    Catalysis Today
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Miaoling Huang;Yi Zhang;Chundong Wang;Jian-Guo Ren;Qi-Hui Wu;Qing-Biao Li
  • 通讯作者:
    Qing-Biao Li
Study on SnOsub2/sub/graphene composites with superior electrochemical performance for lithium-ion batteries
SnO的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    B. chen;H. Qian;J. Xu;L. Qin;吴启辉;M. Zheng;Q. Dong
  • 通讯作者:
    Q. Dong

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其他文献

Joint Channel and Link selection in Formation-keeping UAV Networks: A Two-way Consensus Game
编队保持无人机网络中的联合信道和链路选择:双向共识博弈
  • DOI:
    10.1109/tmc.2020.3048480
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Mobile Computin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈佳馨;陈平;徐煜华;戚楠;方涛;董超;吴启辉
  • 通讯作者:
    吴启辉
钼氧簇(MoO_3)_n~+(n=1~4)的结构及其与CO反应机理的理论研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国科学:化学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    徐若男;程晶;陈文杰;吴启辉;王彬;黄昕
  • 通讯作者:
    黄昕
Li嵌入对V_2O_5电子结构及光学性质的影响(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    吴启辉;李志阳;周昌杰;林伟;康俊勇
  • 通讯作者:
    康俊勇

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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

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          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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