有序纳米金属柱阵列/聚合物复合材料作为高功率锂离子电池的负极

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21073029
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    37.0万
  • 负责人：
    李晶泽
  • 依托单位：
    电子科技大学
  • 学科分类：
    B0905.电能源化学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

纳米金属柱阵列电极由于液体电解质可以进入柱间的空隙，具有较大的真实电化学反应面积，故动力学性能比较优异，是高功率锂离子电池的理想负极材料之一。但在充放电过程中，"裸露"纳米金属柱容易发生团聚、粉化、失活等现象，导致循环性能欠佳。本申请提出一种新型复合负极将有助于提高其循环寿命。材料制备采用纳米结构化嵌段共聚物膜作为软模板，该模板含有聚合物电解质纳米柱有序阵列。借助于一维离子导电通道的输运作用，利用电化学或者电流置换反应等方法选择性的在聚合物电解质纳米柱内实现金属沉积，所得到的金属纳米柱阵列呈六角排列均匀分布在模板中。充放电过程中，软模板的弹性不仅利于保持一维柱状材料形貌，而且防止柱间发生团聚，大大提高循环性能；聚合物离子导电相将有利于发挥三维电极的优点，提升高倍率工作性能。有序阵列的构筑有助于系统解析阵列负极结构与电化学行为间的关系，为加速高功率锂离子电池的商品化进程提供有效解决方案。

结项摘要

提高锂离子电池的能量密度、功率密度及循环寿命是长期追求的目标。由于电子电导率高和比容量高，一维金属材料及其组合体是理想的高功率负极材料。但是该类材料在充放电过程中体积变化大，导致循环寿命衰减过快。显然材料纳米化是解决问题的途径之一。本项目首先采用嵌段共聚物作为软模板来制备纳米金属阵列，采用电化学沉积和电流置换反应无电解沉积方法成功制备了规则有序的金属Ag纳米粒子阵列和纳米柱阵列及其相应的复合物电极，发现复合化可以显著提高循环性能。针对Ag纳米柱阵列填充度低的缺点，利用光化学还原法成功制备了大面积规则有序的金属/聚合物纳米柱阵列。并将所得到纳米金属结构作为二次模板和催化剂，利用金属诱导各向异性化学腐蚀来蚀刻单晶Si，得到了有序纳米Si线阵列，电化学测试表明纳米硅线具有较好地循环稳定性。然后采用多孔Al2O3、微气泡、Cu纳米线阵列作为模板来制备一维金属Sn及纳米合金阵列，并系统研究了其电化学性能。发现复合化及活性材料孔隙化有助于提高倍率性能及循环稳定性，但是将降低电极的比容量。我们的研究表明，对实际电极来说，需要在惰性缓冲材料、孔隙率和电极容量、循环稳定性、倍率性能之间根据需要选取合适平衡点。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（0）
有机电路及其基本元器件
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    化学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蔡晓舟;江浪;董焕丽;李晶泽;胡文平
  • 通讯作者：
    胡文平
Surface structure and high-rate performance of spinel Li4Ti5O12 coated with N-doped carbon as anode material for lithium-ion batteries
氮掺杂碳包覆尖晶石Li4Ti5O12锂离子电池负极材料的表面结构及高倍率性能
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2013.03.013
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    JOURNAL OF POWER SOURCES
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Zhang Haiquan;Deng Qijiu;Mou Chengxu;Huang Zongling;Wang Ying;Zhou Aijun;Li Jingze
  • 通讯作者：
    Li Jingze
固态离子学的新应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    无机材料学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    温兆银;李晶泽
  • 通讯作者：
    李晶泽
薄膜锂离子电池关键电极材料的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    新材料产业
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    戴新义;李剑文;张海全;黄宗令;邓七九;周爱军;李晶泽
  • 通讯作者：
    李晶泽
Sn薄膜沉积时间对首周锂离子容量损失的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国科技论文
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李剑文;戴新义;黄宗令;周爱军;李晶泽
  • 通讯作者：
    李晶泽

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  • 通讯作者：
    李晶泽
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    霍文培

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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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