钒氧化合物纳米晶的可控制备及其高容量储锂性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51202297
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    刘军
  • 依托单位：
    中南大学
  • 学科分类：
    E0201.人工晶体与玻璃材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Development of high-performance lithium-ion battery is of great significance to alleviate the energy shortage, improve our environment, develop the national economy and safeguard national security. Exploring cathode materials with high energy density, high-power performance is the bottleneck of the development of high-performance lithium-ion battery. Vanadium compound materials because of its ultra-high theoretical specific capacity is the ideal choice for developing high-performance lithium-ion cathode materials. This project is aimed at studing the vanadium oxides by the method of combining theory and experiment. Based on theoretical studies guiding the experiments, this project will systematically study the fabrication of lithiated V2O5 nanowires and V2O5onH2O nanobelts, series of vanadium compound nanocrystals coated by granphene as carbon sources, and new three-dimentional hierarchically porous V2O5 nanofilms, and study the effect of the structure, shape, size on their electrochemical properties, reveal the relationship between microstructure and its electrochemical properties, strive to achieve the unity between the performance of the design and structural design, explore new controllable preparation method, and achieve vanadium compound materials as lithium-ion battery cathode materials with high energy density, high cycle stability and high rate capability.
开发高性能锂离子电池对缓解能源短缺，改善环境，发展国民经济和保障国家安全具有重大意义。能否实现具有高能量密度，大功率性能的正极材料是开发高性能锂离子电池的瓶颈。钒氧化合物体系因其超高的理论比容量是研发高性能锂离子正极材料的理想选择。本课题以钒氧化合物为研究对象，采用理论和实验结合的方式，以理论研究指导实验，系统地研究预嵌锂V2O5纳米线和V2O5onH2O纳米片、以石墨烯为碳源包覆系列钒氧化合物纳米晶和新型三维多孔V2O5纳米薄膜材料的制备，及其结构、形貌、尺寸对电化学特性的影响，揭示微观结构与电化学性能之间的关系，力求达到性能设计与结构设计之间的统一，探索新的可控制备的方法，实现具有高能量密度、高循环稳定性、高倍率性能的锂离子电池用钒氧化合物正极材料。

结项摘要

开发高性能锂离子电池对缓解能源短缺，改善环境，发展国民经济和保障国家安全具有重大意义。能否实现具有高能量密度，大功率性能的正极材料是开发高性能锂离子电池的瓶颈。钒基体系因其超高的理论比容量是研发高性能锂离子正极材料的理想选择。本课题以层状钒氧化合物为研究对象，采用理论和实验结合的方式，以理论研究指导实验，系统地研究预嵌锂、掺杂、复合、包覆对钒基材料的结构、形貌、尺寸的影响，以及对其电化学特性的影响，揭示微观结构与电化学性能之间的关系，力求达到性能设计与结构设计之间的统一，探索新的可控制备的方法，成功制备了预嵌锂Li0.0625V2O5纳米线，Na0.33V2O5纳米片，LiV3O8纳米片/石墨烯三明治复合材料，Li3VO4纳米片/石墨烯三明治复合材料等钒基材料，实现具有高能量密度（350 mAh/g）、高循环稳定性（在1C电流充放电条件下，循环500圈，容量保持不变，效率99.5%以上）、高倍率性能（0.5C充放电的比容量达到0.1C充放电比容量的90 %以上）的锂离子电池用钒基正极材料。实现了预期目标。在该项目的支持下，在这三年时间里，项目负责人以第一作者或者第一通讯作者发表的SCI论文14篇，总影响因子为82，其中，5篇一区，7篇二区，2篇三区。申请专利4项。

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（0）
Li4Ti5O12 nanosheets as high-rate and long-life anode materials for sodium-ion batteries
Li4Ti5O12纳米片作为钠离子电池高倍率、长寿命负极材料
  • DOI：
    10.1039/c5ta07403g
  • 发表时间：
    2015-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Yang, Lin Yu;Li, Hui Zhong;Lei, Ming
  • 通讯作者：
    Lei, Ming
Porous and single-crystalline-like molybdenum nitride nanobelts as a non-noble electrocatalyst for alkaline fuel cells and electrode materials for supercapacitors
多孔和类单晶氮化钼纳米带作为碱性燃料电池的非贵金属电催化剂和超级电容器的电极材料
  • DOI：
    10.1016/j.ijhydene.2015.11.086
  • 发表时间：
    2016-01-12
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Liu, J.;Huang, K.;Lei, M.
  • 通讯作者：
    Lei, M.
Ultrathin Li3VO4 nanoribbon/graphene sandwich-like nanostructures with ultrahigh lithium ion storage properties
具有超高锂离子存储性能的超薄Li3VO4纳米带/石墨烯三明治状纳米结构
  • DOI：
    10.1016/j.nanoen.2014.12.019
  • 发表时间：
    2015-03-01
  • 期刊：
    NANO ENERGY
  • 影响因子：
    17.6
  • 作者：
    Liu, Jun;Lu, Pei-Jie;Yang, Qian
  • 通讯作者：
    Yang, Qian
Three-dimensional macroporous graphene/TiO2 nanocomposite as anode material for lithium ion batteries
三维大孔石墨烯/TiO2纳米复合材料作为锂离子电池负极材料
  • DOI：
    10.1166/mex.2015.1222
  • 发表时间：
    2015-04-01
  • 期刊：
    MATERIALS EXPRESS
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Li, Jia-Jie;Zhang, Yu-Min;Song, Bo
  • 通讯作者：
    Song, Bo
Synthesis of Na0.33V2O5 Nanosheet-Graphene Hybrids as Ultrahigh Performance Cathode Materials for Lithium Ion Batteries
锂离子电池超高性能正极材料Na0.33V2O5纳米片-石墨烯杂化物的合成
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Peijie Lu;Linyu Yang;Haoran Yang;Qian Yang
  • 通讯作者：
    Qian Yang

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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其他文献

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刘军的其他基金

药物成瘾神经生物学机制及复吸预测模型研究
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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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