铜硫化合物结构演变与储锂性能协同作用机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51604132
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Copper sulfides recently become the focus of research in the world due to its high electrical conductivity, stable sulfur regularization and superior electrochemical performance. But copper sulfides also suffer greatly from the rapid capacity decay and poor cycling stability, which has not been reasonable solved. Therefore, the project will make full use of quasi in situ structure analysis, interface component analysis and electrochemical analysis to clarify the related electrochemical process. The aim of this project is to explore the collaboration-interaction of the structure and performance changes for copper sulfides during electrochemical process. Then make use of these regular laws to highly improve the lithium storage performance for copper sulfide batteries. The research content of the project is not only conducive to grasp the common laws of lithium sulfide batteries application but also beneficial to promote the practice use of lithium sulfur and next generation high-energy batteries.
铜硫化合物材料因具有较好的导电性能、稳定的固硫作用、优异的电化学可逆性,近年来吸引了众多科研工作者的关注。然而,容量衰减快、循环稳定性差是铜硫化合物储锂过程中面临的严峻问题。本项目拟采用准原位测试方法以精确、快速捕捉铜硫化合物电化学储锂过程中电极材料结构、电化学界面性质、电解液组分演变等信息。揭示铜硫化合物结构演变与储锂性能协同作用机制。最后结合铜硫化合物结构演变与储锂性能协同作用机制,从微观层次优化电化学可逆性好的电极材料/电化学反应界面/电解液结构,整体提升铜硫化合物电池电化学储锂性能。本项目的实施,有利于进一步了解、掌握铜硫化合物材料在锂电池应用中的普适性规律,同时也可为锂硫及下一代高能电池的研究和应用提供新思路。

结项摘要

铜硫化合物因具有优异的电化学可逆性,较低的生成成本,可作为锂离子电池负极材料取代商业化碳及钛酸锂材料。本项目拟采用准原位测试方法以精确、快速捕捉铜硫化合物电化学储锂过程中电极材料结构、电化学界面性质、电解液组分演变等信息。揭示铜硫化合物结构演变与储锂性能协同作用机制。最后结合铜硫化合物结构演变与储锂性能协同作用机制,从微观层次优化电化学可逆性好的电极材料/电化学反应界面/电解液结构,整体提升铜硫化合物电池电化学储锂性能。.主要研究结果如下:(1)研究铜硫化合物组成及价态对其储锂电化学过程的影响。结果表明,过量的铜存在有助于固定多硫离子,降低电化学极化电位,进一步提升材料的电化学稳定性及倍率性能。(2)研究电解液组成对铜硫化合物储锂电化学过程的影响。结果表明,由于粘度的差异,铜硫化合物在链状结构DME的电解质中更可能发生过充电。 过充电主要发生在硫化锂向硫化亚铜的转变过程中,并产生了大量的Li2S2。 过充电主要是由硫化锂向硫化亚铜转化过程中的可溶性多硫化锂(例如Li2S2)引起的。(3)查究不同电解液体系对多种金属硫化物电化学储锂过程的影响。结果表明,基于转化反应储能机制的金属硫化物在醚类电解液中具有更优异的电化学性能,而基于嵌脱反应储能机制的金属硫化物在醚类及碳酸酯类电解液中均具有优异的电化学性能。(4)构建特殊形貌结构的金属硫化物,验证形貌、组成对电化学储锂行为的影响。①设计一维Cu2-xSe纳米棒作为高性能铝离子电池的阴极材料,研究其电化学储能过程。结果表明,Cu2-xSe电极具有高可逆容量和出色的循环稳定性,即使在200 mA g-1的高电流密度下,初始循环中的特定充电容量为241 mA hg-1,并在100次循环后保持100 mA hg-1 库仑效率为96.1%,显示出良好的容量保持率。②构建三维结构TiO2@MoS2柔性电极,研究其电化学储能行为。结果表明,特殊的3D纳米网络结构,分散良好的MoS2纳米粒子以及TiO2和MoS2之间的紧密联系在提高容量和倍率性能方面发挥了关键作用。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(6)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
The impact of the crystal structure and morphology on the electrochemical performance for CuFe2O4 in sodium ion batteries
钠离子电池中CuFe2O4晶体结构和形貌对电化学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2018.07.066
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Xue Li;Peng Dong;Cheng Liu;Xiaohua Yu;Jinbao Zhao;Shigang Sun;Jiaming Liu;Yingjie Zhang
  • 通讯作者:
    Yingjie Zhang
LiFePO4电化学反应机理、制备及改性研究新进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    物理化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张英杰;朱子翼;董 鹏;邱振平;梁慧新;李 雪
  • 通讯作者:
    李 雪
Honeycomb-like Hard Carbon Derived from Pine Pollen as High- Performance Anode Material for Sodium-Ion Batteries
松花粉蜂窝状硬碳作为高性能钠离子电池负极材料
  • DOI:
    10.1021/acsami.8b13160
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Appl. Mater. Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yanjia Zhang;Xue Li;Peng Dong;Gang Wu et;al
  • 通讯作者:
    al
Self-organized TiO2 network decorated with SnO2 nanoparticles as an anode for lithium-ion batteries
SnO2纳米颗粒修饰的自组织TiO2网络作为锂离子电池阳极
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2018.04.161
  • 发表时间:
    2018-07-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Li, Xue;Zhu, Ziyi;Zhang, Yingjie
  • 通讯作者:
    Zhang, Yingjie
Morphology-selected synthesis of copper ferrite via spray drying with excellent sodium storage properties
通过喷雾干燥形态选择合成具有优异钠存储性能的铁氧体铜
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2019.07.066
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Huaicong Yan;Yiyong Zhang;Yunxiao Wang;Jiaming Liu;Xue Li;Yingjie Zhanga;Peng Donga
  • 通讯作者:
    Peng Donga

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其他文献

茄科含莨菪烷类生物碱类群药用植物亲缘学初探
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    10.19540/j.cnki.cjcmm.20210623.103
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    肖培根
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基于暂态电流的感应电机故障特征分析
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/amm.44-47.1807
  • 发表时间:
    2010-12
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕锋;孙昊;杜文霞;李雪
  • 通讯作者:
    李雪
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  • DOI:
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    2022
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国现代医学杂志
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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在日中国人家庭の継承語教育ー絵本を利用してー
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
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    --
  • 作者:
    Nakano;R.;Watanabe;Y.;Hishida;I;中野遼子・渡邉泰久・近藤佐知彦・菱田伊駒;中野遼子・菱田伊駒・山森裕毅;中野遼子・山森裕毅・菱田伊駒;李雪;李雪;李雪
  • 通讯作者:
    李雪

其他文献

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李雪的其他基金

二维钛基-MXene材料的可控制备及动态储钠行为研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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