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铌酸锂调控固态电解质电场结构促进锂离子高效传输

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Science China Materials 2024年第6期67卷 1947-1955页

作者：刘晓潼温博华钟贵明程醒简翠英郭勇黄妍斐马家宾史沛然陈立坤张丹丰吴士超柳明吕伟贺艳兵康飞宇 Shenzhen All-Solid-State Lithium Battery Electrolyte Engineering Research Center Institute of Materials Research(IMR)Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China School of Materials Science and Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Laboratory of Advanced Spectro-electrochemistry and Li-ion Batteries Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of SciencesDalian 116023China Department of Mechanical Engineering York UniversityTorontoON M3J 1P3Canada Nanoyang Group State Key Laboratory of Chemical EngineeringSchool of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300072China College of Materials Science and Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518055China

聚合物基固态电解质得益于其易加工性,最有希望应用于下一代固态锂金属电池.目前,聚合物基态电解质的离子电导率提升策略多为加入导锂陶瓷以构建离子传输通道,其提升程度有限.电场在锂离子输运过程中存在重要影响,目前研究中有关电场对... 详细信息

聚合物基固态电解质得益于其易加工性,最有希望应用于下一代固态锂金属电池.目前,聚合物基态电解质的离子电导率提升策略多为加入导锂陶瓷以构建离子传输通道,其提升程度有限.电场在锂离子输运过程中存在重要影响,目前研究中有关电场对锂离子传输的影响机制尚不明确.本文将兼具高离子电导率和高介电常数的铌酸锂嵌入聚偏氟乙烯基体中,设计了一种新型复合固态电解质.铌酸锂颗粒有效调节电解质内部电场结构,增强了离子输运方向电场强度,实现了离子电导率的大幅提升(7.39×10^(-4)S cm^(-1),25℃).该电解质匹配高镍正极和锂金属负极的固态电池可稳定循环1000次以上,容量保持率为72%.该研究为设计下一代固态锂电池用高离子电导复合固态电解质提供了新的策略.

关键词： lithium niobate solid-state electrolytes dielectric ceramics electric field regulation

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锂离子电池硅基负极用功能粘结剂的研究进展

物理化学学报 2023年

作者：张景硕翟越赵子云何家兴魏伟肖菁吴士超杨全红天目湖先进储能技术研究院天津大学化工学院Nanoyang课题组国家储能产学研一体化平台天津化学化工协同创新中心天津市先进碳与电化学储能重点实验室天津大学-新加坡国立大学福州联合学院天津大学福州国际研究院物质绿色创造与制造海河实验室

关键词：锂离子电池硅基负极功能粘结剂自愈合聚合物导电聚合物

Yangian代数在混合介子态的纠缠和衰变中的应用

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物理学报 2016年第2期65卷 1-7页

作者：秦立国田立君吴士超上海开放大学嘉定分校上海201800 中国科学院上海高等研究院上海201210 上海大学物理系上海200444

Yangian代数是超出李代数更大的无穷维代数,是研究非线性量子完全可积系统的新对称特性的有力数学工具.基于介子态中夸克-味su(3)对称性和Yangian代数生成元的跃迁特性,本文研究了Yangian代数Y(su(3))生成元在三种正反介子态(π~±,K~±... 详细信息

Yangian代数是超出李代数更大的无穷维代数,是研究非线性量子完全可积系统的新对称特性的有力数学工具.基于介子态中夸克-味su(3)对称性和Yangian代数生成元的跃迁特性,本文研究了Yangian代数Y(su(3))生成元在三种正反介子态(π~±,K~±,K^0和K^0)各自组成的三种混合介子态(π,K和K_i^0)衰变中的作用.将Y(su(3))代数的八个生成元(I~±,U~±,V~±,I^3和I^8)作为跃迁算子,作用在混合介子态上,研究其可能的衰变道,以及衰变前后纠缠度的变化.结果表明:1)在李代数范围内的生成元I^3和I^8作用下,三种混合介子态衰变后组成成分没有发生变化,其中混合介子态π在I^8作用下衰变前后纠缠无变化,其他衰变纠缠度发生了变化;2)在其他的六个(I~±,U~±和V~±)超出李代数的生成元的作用下,三种混合介子态衰变前后组成成分发生了变化,其中两个衰变后变成单态,纠缠度为零;两个衰变不存在;剩余两个衰变后纠缠度发生了变化,此外在带电(K)和中性(K_I^0)两类K型混合介子态的六种可能的衰变中,两种类型的末态的纠缠度两两相同;3)三种混合介子态之间可以通过I~±,U~±和V~±算子循环转化,具有明显的对称性.本文从具有的对称性上提供了一种探索混合介子态可能衰变的方法,并且可以用此方法去预测可能的未知衰变粒子和解释己测得的衰变问题.

关键词： Yangian代数衰变道量子纠缠

有序介孔TiO2薄膜的制备及其光电化学性能

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有序介孔TiO2薄膜的制备及其光电化学性能

作者：吴士超南京航空航天大学

学位级别：硕士

本论文以制备新型的光辅助高效燃料电池催化剂载体为主线,分别对介孔二氧化钛薄膜、介孔SiO/TiO复合薄膜和介孔SiO-WO-TiO三元复合薄膜的制备和作为载体的甲醇光电催化氧化性能进行了研究。以TiCl4为钛源、三嵌段共聚物F127为模板剂,... 详细信息

本论文以制备新型的光辅助高效燃料电池催化剂载体为主线,分别对介孔二氧化钛薄膜、介孔SiO/TiO复合薄膜和介孔SiO-WO-TiO三元复合薄膜的制备和作为载体的甲醇光电催化氧化性能进行了研究。以TiCl4为钛源、三嵌段共聚物F127为模板剂,无水乙醇和水为混合溶剂,采用旋涂法在导电玻璃(FTO)表面制备介孔二氧化钛薄膜,系统地研究了热处理温度对其结构、形貌和性能的影响。XRD、TEM和FE-SEM结果表明,经350和400℃热处理的二氧化钛薄膜的结构呈现二维六方有序介孔孔道排列。热处理温度达到450℃时,由于二氧化钛的结晶颗粒不断长大,破坏了介孔结构的有序性,薄膜表面杂乱无章。采用脉冲恒电压沉积的方法,将催化剂Pt负载于薄膜表面,研究了Pt的负载量对其光电催化性能的影响。适量的Pt负载在介孔二氧化钛薄膜的表面,有效提高了二氧化钛的光效应,表现出较好的甲醇光电催化氧化性能。同时,将介孔二氧化钛薄膜的甲醇光电催化性能与没有介孔有序结构的二氧化钛薄膜作对比,发现有序介孔结构对其性能的提升有显著作用。由于具有较好的有序介孔结构和二氧化钛结晶度,经过400℃热处理后的介孔二氧化钛薄膜为Pt催化剂载体时表现出相对较好的甲醇光电催化氧化性能。尝试在介孔二氧化钛前躯体溶胶中引入氯铂酸,原位制备含Pt的介孔二氧化钛薄膜,当Pt掺杂量为3%时,薄膜既可以保持较好的有序介孔结构又具有较高的甲醇光电催化氧化性能,尤其是以非均匀掺杂Pt的方式制备的薄膜。为了提高薄膜的热稳定性,在介孔二氧化钛前躯体溶胶中引入正硅酸乙酯,制备介孔SiO/TiO复合薄膜。由于二氧化硅骨架的加入,限制了二氧化钛晶粒的增长,经过450、500和550℃热处理的复合薄膜仍能保持较好的有序介孔结构。实验发现,当二氧化硅掺杂量为5%时,较少的二氧化硅掺杂量对二氧化钛颗粒增长限制作用有限,复合薄膜在450℃热处理后有序介孔结构较差。掺杂量达到7.5%时,复合薄膜即使经过550℃的高温热处理也可以保持高度有序的介孔结构。在二氧化硅掺杂量为7.5%,经过500℃热处理后,介孔SiO/TiO复合薄膜表现出的甲醇光电催化氧化性能相对于没有掺杂SiO的介孔二氧化钛薄膜提高了约17.4%。进一步采用半导体复合的方式提高二氧化钛的性能。在介孔二氧化钛前躯体溶胶中添加硅钨酸,热处理后得到介孔SiO-WO-TiO三元复合薄膜。研究掺杂含量对复合薄膜结构和性能的影响。实验发现,硅钨酸的引入降低了二氧化钛的晶相转换温度,400℃热处理后,部分二氧化钛转化为金红石相。硅钨酸掺杂含量为0.5%时,介孔三元复合薄膜具有较好的有序介孔结构,且金红石相二氧化钛和锐钛矿相二氧化钛的混合比例最佳,对甲醇的光电催化氧化性能最好。实验过程中发现,由于WO的电子存储能力,复合薄膜表现出一定的能量存储效应。当去除光照条件后,储存在WO中的电子会缓慢释放,延续甲醇光电催化氧化的能力。

关键词：介孔TiO2薄膜 SiO2/TiO2 SiO2-WO3-TiO2 光电催化氧化

高温热处理对水热离子交换法制备钛酸锂纳米棒的结构和性能影响

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无机材料学报 2011年第2期26卷 123-128页

作者：吴士超郭云霞周建华赵建庆丁晓春何建平南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

采用水热离子交换法制备钛酸锂纳米棒,用热重法(TG)分析钛酸锂在热处理过程中的重量损失,用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试水热反应温度(150和180℃)和高温热处理(600、750和900℃)对钛酸锂结构的影响,用恒流充放电法和循... 详细信息

采用水热离子交换法制备钛酸锂纳米棒,用热重法(TG)分析钛酸锂在热处理过程中的重量损失,用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试水热反应温度(150和180℃)和高温热处理(600、750和900℃)对钛酸锂结构的影响,用恒流充放电法和循环伏安法对钛酸锂进行电化学性能评价.结果表明,P25与NaOH在180℃水热反应并经过H+与Li+交换,热处理后可以得到纳米棒状钛酸锂,热处理温度为750℃时,初始放电比容量为164 mAh/g,在电压为1.5V左右有明显的充放电电压平台,50次充放电循环后比容量保持率达98.33%,表现出良好的电化学性能.

关键词：锂离子电池纳米棒钛酸锂水热离子交换法

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原位透射解析增强界面实现“厚密”硅负极

Science Bulletin 2020年第18期65卷 1563-1569,M0004页

作者：韩俊伟汤代明孔德斌陈凡奇肖菁赵子云潘思远吴士超杨全红 Nanoyang Group State Key Laboratory of Chemical EngineeringSchool of Chemical Engineering and TechnologyCollaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering(Tianjin)Tianjin UniversityTianjin 300350China International Center for Materials Nanoarchitectonics(WPI-MANA) National Institute for Materials Science(NIMS)Namiki 1-1Tsukubalbaraki 305-0044Japan CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication CAS Center for Excellence in NanoscienceNational Center for Nanoscience and TechnologyBeijing 100190China Joint School of National University of Singapore and Tianjin University International Campus of Tianjin UniversityBinhai New CityFuzhou 350207China

为提高锂离子电池的体积能量密度,电极的密度和厚度需要尽可能提高,以降低非活性组分在整个电池中的体积占比.但是,电极密度与厚度的增加,对电极,特别是对高容量硅负极循环过程中的力学稳定性提出了巨大的挑战.本工作针对硅碳复合电极材... 详细信息

为提高锂离子电池的体积能量密度,电极的密度和厚度需要尽可能提高,以降低非活性组分在整个电池中的体积占比.但是,电极密度与厚度的增加,对电极,特别是对高容量硅负极循环过程中的力学稳定性提出了巨大的挑战.本工作针对硅碳复合电极材料,通过碳/硅界面的强化设计,实现"厚密"硅负极构建.利用可流动的硫模板法实现碳网络可控收缩,为硅纳米颗粒的定制限域碳笼,并辅以聚多巴胺界面修饰,以提高硅碳界面结合作用,最终获得增强界面的碳笼缓冲结构.进一步地,基于原位透射电子显微镜技术的平面压缩、垂直剪切等力学测试,以及力学-电化学耦合表征等解析硅碳增强界面对嵌锂膨胀硅纳米颗粒所发挥的力学缓冲作用.最终,基于此硅碳复合材料,获得具有高体积比容量和高面容量、稳定循环的"厚密"硅负极.

关键词： Lithium-ion battery Silicon anode Interface stability In situ TEM Dense and thick electrodes

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浅谈网络对大学生思想政治教育的影响

工会博览（理论研究） 2011年第8期 190-191页

作者：吴士超黑龙江建筑职业技术学院

本文深刻分析网络发展给高职学院思想政治教育工作带来的机遇和挑战，积极探索发挥网络在高职学院思想政治教育中的作用，是进一步加强和改进大学生思想政治教育的一项重要内容。

关键词：网络大学生思想政治薮育

基于工作过程导向的《建筑工程资料管理》课程教学设计研究

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建材与装饰 2018年第41期 181-182页

作者：吴士超黑龙江建筑职业技术学院

本文主要根据"建筑工程数据管理规定",结合信息人员岗位的基本要求和工作内容,根据高等职业教育的特点,从教学情况出发,深入分析教学内容,教学方法和学生学习多种因素的现状,提出优化教学条件,构建教师队伍的课程改革思路,旨在提高教学... 详细信息

本文主要根据"建筑工程数据管理规定",结合信息人员岗位的基本要求和工作内容,根据高等职业教育的特点,从教学情况出发,深入分析教学内容,教学方法和学生学习多种因素的现状,提出优化教学条件,构建教师队伍的课程改革思路,旨在提高教学效果,提高学生建筑工程数据管理理论与实践的综合能力,满足施工企业的基本需求。

关键词：建筑工程资料管理教学改革

为思维插上翅膀谈联想和想象在作文教学中的运用

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工会论坛（山东省工会管理干部学院学报） 1996年第2期2卷 39-40页

作者：吴士超沂南县独树中学

作文教学是当代语文界一个相当棘手的问题。虽然关于写作的教材和专著出版了不少,但由于传统的思维定势和几十年一贯的作文模式,很难激发学生的作文兴趣与热情,严重影响了他们的丰富想象力,从而影响到学生作文水平的提高。笔者认为。

关键词：语文教学中国作文联想思维