基于可控氟化碳纳米材料的高比能量锂储能电池的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51173127
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    封伟
  • 依托单位：
    天津大学
  • 学科分类：
    E0309.光电磁功能有机高分子材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

高效储能技术应用的关键就是开发使用寿命长、容量大的高效率储能电池。利用具有特殊微观形貌、优异电性能和化学稳定性的氟化碳纳米体制作高比能量Li-CFx储能电池是重要的方法之一。通过气相与固相两种氟化方法可控制备具有不同氟碳比、C-F键种类和含量的氟化碳纳米管/氟化石墨烯；系统研究结构参数、工艺条件与碳纳米体氟化性质的影响规律，并用其制作具有高容量和高比能量的锂电池。重点研究氟化碳纳米体中的纳米管与石墨烯的结构参数、微观形貌，氟碳比、C-F键种类、内部电子输运、离子迁移途径以及电解液的动力学行为对锂电池电化学性能的调控规律，深入研究氟化碳材料的放电行为及规律，探索出储能电池在不同倍率下的容量特性及氟化碳材料的影响机制，优化电池的高倍率放电性能，为高比能量锂电池的制备提供实验基础和理论支持。

结项摘要

2012年1月-2015年12月，本项目研究按计划顺利进行，较好的完成了各年度的任务。通过制备碳纳米材料，包括碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯，并通过对其进行氟化改性，制备能够作为锂电池正极使用的高比能量新型正极材料。研究正极材料组成、制备工艺、微观结构的最优化调控及电解液的种类对新型正极材料的电化学性能以及在电解液中的动力学行为之间的影响规律，实现高性能锂原电池体系的创新。研究内容主要包括以下几个方面，气相法氟化纳米碳材料，对Li/CFx电池电极的微观结构及空间分布进行构建，对不同氟碳比以及不同尺寸形貌的碳纳米材料为正极的Li/CFx的电化学特性进行分析，确定不同氟碳比以及碳纳米材料结构参数对Li/CFx电池放电性能的影响。目前已经通过气相法均能够制备有效的制备得到氟化碳纳米材料，通过调整氟化的温度和时间能够有效地调控氟化碳纳米管的F/C以及C-F键的种类。已经成功的制备了微观形貌为多孔状的氟化多壁碳纳米管，其F/C位于0.8~1.1之间，C-F键的主要由共价键组成，氟化纳米碳材料的放电比容量大于800 mAh g-1，在2C的放电条件下比容量保持率大于80%，为进一步提高基于氟化碳纳米材料的储能体系提供了良好的理论支撑。

项目成果

期刊论文数量（35）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Enhanced cross-plane thermal conductivity and high resilience of three-dimensional hierarchical carbon nanocoilndash;graphite nanocomposites
三维分层碳纳米线圈的增强横截面导热性和高弹性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Feng Wei;Li Jianpengi;Qin Mengmeng;Feng Yiyu
  • 通讯作者：
    Feng Yiyu
A supramolecular assembly of cross-linked azobenzene/polymers for a high-performance light-driven actuator
用于高性能光驱动执行器的交联偶氮苯/聚合物的超分子组装体
  • DOI：
    10.1039/c5ta01543j
  • 发表时间：
    2015-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Qin, Chengqun;Feng, Yiyu;Feng, Wei
  • 通讯作者：
    Feng, Wei
Solvothermally exfoliated fluorographene for high-performance lithium primary batteries
用于高性能锂原电池的溶剂热剥离氟化石墨烯
  • DOI：
    10.1039/c3nr04609e
  • 发表时间：
    2014-01-01
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Sun, Chuanbin;Feng, Yiyu;Feng, Wei
  • 通讯作者：
    Feng, Wei
Covalent functionalization of graphene by azobenzene with molecular hydrogen bonds for long-term solar thermal storage.
偶氮苯与分子氢键共价功能化石墨烯用于长期太阳能热储存
  • DOI：
    10.1038/srep03260
  • 发表时间：
    2013-11-19
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Feng, Yiyu;Liu, Hongpo;Luo, Wen;Liu, Enzuo;Zhao, Naiqin;Yoshino, Katsumi;Feng, Wei
  • 通讯作者：
    Feng, Wei
Carbon fabric-aligned carbon nanotube/MnO2/conducting polymers ternary composite electrodes with high utilization and mass loading of MnO2 for super-capacitors
碳纤维定向碳纳米管/MnO2/导电聚合物三元复合电极，MnO2利用率高、质量负载，用于超级电容器
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2012.07.073
  • 发表时间：
    2012-12-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF POWER SOURCES
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Lv, Peng;Feng, Yi Y.;Feng, Wei
  • 通讯作者：
    Feng, Wei

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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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