嵌钠SnS2负极材料纳米Sn粗化抑制及转化反应可逆性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872098
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0208.无机非金属能量转换与存储材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Rechargeable sodium ion batteries (SIBs) have been considered as one of the promising technologies for large-scale energy storage in the future. The technical challenge for intercalation chemistry SIBs is, however, the difficulty of accommodating larger Na+ ions in the appropriate hosting electrode materials. Therefore, the development of electrode materials with high Na+ ions storage capacity and stability is vital to the development of high performance SIBs. SnS2 has been considered as a promising anode material of SIBs for its high Na+ ions storage capacity. However, the application of SnS2 anode has been constrained for its fast specific capacity degradation during the sodiation/desodiation cycling process. In previous study the applicant has demonstrated that the reduced Sn/Na2S conversion reaction interfaces caused by Sn coarsening is responsible for the poor cycling stability of SnS2 anode materials. In this project, to solve this problem, the kinetics of Sn coarsening under different driving forces, as well as their influence on the interface reactivity of Sn/Na2S interfaces during sodiation/desodiation cycling of SnS2 will be studied. A novel strategy-adding transition metal M in SnS2-C composite and creating SnS2-MS2 heterostructures to suppress the Sn coarsening and thus enhance the reversibility of conversion reaction, has been proposed. The roles of each component in (SnM)S2-C system for the enhancement of sodiation/desodiation reversiblity and cycleability of electrode will be elucidated. We hope that it can provide new insight for the development of novel SnS2 based anode materials with high specific capacity and long-term cycling stability, and enrich the possibilities of developing other high performance metal chalcogenides based anode materials for SIBs.
钠离子电池被认为是下一代大规模储能技术的理想选择之一,然而较大的离子半径易导致负极材料在脱嵌钠过程中结构“坍塌”和粉化,开发能够快速稳定储钠的负极材料已成为钠离子电池发展的关键。SnS2具有优异的储钠能力,是一种很有应用前景的负极材料,但是在嵌/脱钠循环过程中存在容量衰减过快的问题。申请人前期研究发现,嵌钠过程中纳米Sn粗化导致的Sn/Na2S转化反应界面减少是SnS2循环稳定性差的主要原因。本项目针对这一问题,系统研究嵌钠SnS2负极循环过程中Sn粗化的动力学特性及其对Sn/Na2S界面反应活性的影响规律;提出在SnS2-C复合物中添加过渡金属组元M,创建SnS2-MS2异质结构抑制Sn粗化的新策略,阐明(SnM)S2-C中各组员相对电极脱嵌钠可逆性和稳定性的改善作用;引导开发出容量高和长循环稳定的SnS2基负极材料,为推动高容量金属硫化物基嵌钠负极材料的实际应用奠定科学依据和材料基础。

结项摘要

钠离子电池被认为是下一代大规模储能技术的理想选择之一,SnS2具有优异的储钠能力,是一种很有应用前景的负极材料,但是在嵌/脱钠循环过程中存在容量衰减过快的问题。项目负责人研究发现,嵌钠过程中纳米Sn粗化导致的Sn/Na2S转化反应界面减少是SnS2循环稳定性差的主要原因。针对这一问题,项目负责人系统研究了嵌钠SnS2负极循环过程中Sn粗化对其Sn/Na2S界面反应活性的影响规律;提出在SnS2-C复合物中添加过渡金属组元M(Mn或Co),创建SnS2-MS2异质结构,有效地抑制Sn粗化,提高了合金和转化反应可逆性,开发出首效高(90.8%)和长循环稳定(500循环后在5.0 A/g−1电流密度下的可逆比容量为522.5 mAh/g)的SnS2基负极材料,为推动高容量金属硫化物基嵌钠负极材料的实际应用奠定科学依据和材料基础。

项目成果

期刊论文数量(38)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
In Situ Exsolution of Core‐Shell Structured NiFe/FeO x Nanoparticles on Pr 0.4 Sr 1.6 (NiFe) 1.5 Mo 0.5 O 6‐δ for CO 2 Electrolysis
核-壳结构 NiFe/FeO x 纳米颗粒在 Pr 0.4 Sr 1.6 (NiFe) 1.5 Mo 0.5 O 6-δ 上的原位溶出用于 CO 2 电解
  • DOI:
    10.1002/adfm.202202878
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Adv. Funct. Mater.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ting Tan;Ziming Wang;Mingxia Qin;Wentao Zhong;Junhua Hu;Chenghao Yang;Meilin Liu
  • 通讯作者:
    Meilin Liu
Enhancing Li-S redox kinetics by fabrication of a three dimensional Co/CoP@nitrogen-doped carbon electrocatalyst
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  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.122595
  • 发表时间:
    2020-01-15
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Li, Yijuan;Xu, Pan;Liu, Meilin
  • 通讯作者:
    Liu, Meilin
Nitrogen-doped carbon nanosheet coated multilayer graphite as stabilized anode material of potassium-ion batteries with high performances
氮掺杂碳纳米片涂层多层石墨作为高性能钾离子电池稳定负极材料
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2021.138254
  • 发表时间:
    2021-04-07
  • 期刊:
    ELECTROCHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Tian, Sheng;Zhang, Ying;Nan, Junmin
  • 通讯作者:
    Nan, Junmin
Three-dimensional nitrogen–sulfur codoped layered porous carbon nanosheets with sulfur-regulated nitrogen content as a high-performance anode material for potassium-ion batteries
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  • DOI:
    10.1039/d0dt00697a
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Ying Zhang;Sheng Tian;Chenghao Yang;Junmin Nan
  • 通讯作者:
    Junmin Nan
Suppressing the interlayer-gliding of layered P3-type K0.5Mn0.7Co0.2Fe0.1O2 cathode materials on electrochemical potassium-ion storage
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  • DOI:
    10.1063/5.0059080
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Applied Physics Reviews
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Wentao Zhong;Xiaozhao Liu;Qian Cheng;Ting Tan;Qianhui Huang;Qiang Deng;Junhua Hu;Chenghao Yang
  • 通讯作者:
    Chenghao Yang

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    保女子

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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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