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金属硫化物基钾离子电池负极:储存机制和合成策略

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物理化学学报 2022年第11期38卷 105-118页

作者：杜忆忱张壮壮徐一帆包建春周小四南京师范大学化学与材料科学学院南京210023

钾离子电池由于其低成本和丰富的钾矿产资源,在能量存储和转化领域极具应用潜力。金属硫化物理论容量高且材料种类丰富,在众多钾离子电池负极材料中表现突出。然而,金属硫化物存在的缺点,如导电性差、离子扩散率低、界面/表面传输动力... 详细信息

钾离子电池由于其低成本和丰富的钾矿产资源,在能量存储和转化领域极具应用潜力。金属硫化物理论容量高且材料种类丰富,在众多钾离子电池负极材料中表现突出。然而,金属硫化物存在的缺点,如导电性差、离子扩散率低、界面/表面传输动力学缓慢等,限制了其在储钾过程中的性能表现。在这篇综述中,我们系统的讨论和总结了金属硫化物作为钾离子电池负极的电化学反应机制、所面临的挑战和合成方法。其中,重点讨论了其常见的合成方法,包括模板法、溶剂热/水热法、固相反应法、静电纺丝法和离子交换法。这篇综述意在通过优化合成策略设计合成理想的组分和结构,来解决钾电负极材料存在的问题,最终得到高性能的钾离子电池负极材料。最后我们还对基于金属硫化物的钾离子电池负极的发展方向进行了展望。

关键词：储存机制合成方法挑战模板法水热/溶剂热法

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镁离子电池电解液的研究进展

Science Bulletin 2023年第16期68卷 1819-1842,M0004页

作者：满跃华 Pauline Jaumaux 徐一帆费雅婷莫祥银汪国秀周小四 School of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal UniversityNanjing 210023China Center for Clean Energy Technology School of Mathematical and Physical ScienceFaculty of ScienceUniversity of Technology SydneyNew South Wales 2007Australia

镁离子电池因其高理论容量和丰富的自然资源被认为是下一代储能系统的潜在候选者.然而,镁离子电池的发展受到镁负极与常见的镁盐和传统有机液体电解液溶剂不相容的限制.因此,电解液的发展是开发高效镁离子电池的决定性因素.镁离子电池... 详细信息

镁离子电池因其高理论容量和丰富的自然资源被认为是下一代储能系统的潜在候选者.然而,镁离子电池的发展受到镁负极与常见的镁盐和传统有机液体电解液溶剂不相容的限制.因此,电解液的发展是开发高效镁离子电池的决定性因素.镁离子电池的进一步应用所面临的一个主要挑战是开发具有适当的电化学窗口、与镁负极兼容、安全性高的电解液.当前,用于镁离子电池的主要电解液类型包括有机液体电解液、水系电解液、离子液体电解液和固态电解质.本文强调了每个类别中高性能镁离子电池电解液的最新进展,对先进电解液的设计策略进行了系统评估,分析了每种电解液的优点和局限性以及对现有问题的解决方案,并从电解液合成的角度讨论了镁离子电池的发展;最后,讨论并设想了镁离子电池电解液的未来设计,这将对进一步提高镁离子电池的性能提供支持.

关键词：固态电解质镁离子电池理论容量电化学窗口水系电解液有机液体储能系统系统评估

碳纳米管穿插的KFeSO_(4)F微球用作高性能钾离子电池正极

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Science Bulletin 2022年第21期67卷 2208-2215页

作者：廖家英胡乔杜忆忱李建波段丽平包建春周小四 School of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal UniversityNanjing 210023China Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

近年来,由于资源丰富且具有与锂离子电池相近的工作原理与性能,钾离子电池在大规模储能领域具有广泛的应用前景.在众多正极材料中,Fe基聚阴离子型电极材料由于其具有廉价、环保、结构稳定性好等优势,一直是研究热点.本文选取一种具有三... 详细信息

近年来,由于资源丰富且具有与锂离子电池相近的工作原理与性能,钾离子电池在大规模储能领域具有广泛的应用前景.在众多正极材料中,Fe基聚阴离子型电极材料由于其具有廉价、环保、结构稳定性好等优势,一直是研究热点.本文选取一种具有三维开放式结构的KFeSO_(4)F(KFSF)材料作为研究对象,针对该材料的热稳定性和电子导电性差的缺陷,采用溶剂热方法在较低温度下合成了不同形貌的KFSF正极,并通过对溶剂的筛选(以二甘醇为溶剂),获得了碳纳米管原位穿插的KFSF微球.二甘醇中醚基的强结合能降低了KFSF的成核和生长速率,使其能原位生长在碳纳米管上并交织组装成KFSF微球,改善了KFSF的电子导电性.该复合物在钾离子半电池和全电池中均表现出出色的性能,透射电子显微镜与理论计算等分析结果表明,该正极良好的电化学性能源于大量暴露的(100)晶面和碳纳米管在KFSF微球内的均匀互穿.

关键词：碳纳米管透射电子显微镜电子导电性成核和生长锂离子电池开放式结构原位生长二甘醇

锚定于富氮掺杂碳纳米纤维中的超细CoP和CoSb纳米颗粒用于高效钾离子存储

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Science China Materials 2022年第1期65卷 43-50页

作者：徐静宜赖晨玲段丽平张郁萱徐一帆包建春周小四 Jiangsu Key Laboratory of New Power Batteries Jiangsu Collaborative Innovation Center of Biomedical Functional MaterialsSchool of Chemistry and Materials ScienceNanjing Normal UniversityNanjing 210023China

作为钾离子电池负极,过渡金属化合物由于其高可逆容量和合适的电压平台而受到研究人员的广泛关注.然而,这些材料通常具有较差的导电性和超过80%的体积膨胀.这些缺点往往会对电池的倍率性能和循环稳定性产生不利影响.在本文中,我们通过... 详细信息

作为钾离子电池负极,过渡金属化合物由于其高可逆容量和合适的电压平台而受到研究人员的广泛关注.然而,这些材料通常具有较差的导电性和超过80%的体积膨胀.这些缺点往往会对电池的倍率性能和循环稳定性产生不利影响.在本文中,我们通过静电纺丝、碳化和磷化(锑化)成功地将超细CoP和CoSb纳米颗粒封装到富氮掺杂的碳纳米纤维中.氮掺杂的碳纳米纤维有效防止了纳米颗粒聚集,缓冲了充放电过程中CoP和CoSb的体积膨胀,并提高了材料的导电性.因此,CoP/氮掺杂的碳纳米纤维(CoP/NCF)负极表现出优异的钾离子存储性能,包括335mAh g^(-1)的可逆容量、长循环性能(在1 A g^(-1)下经1000次循环仍能保持79.3%的初始可逆容量),以及在5 A g^(-1)下148mA h g^(-1)的优异倍率性能,超过了大多数已报道的过渡金属化合物基钾离子电池负极材料.

关键词：过渡金属化合物充放电过程倍率性能碳纳米纤维体积膨胀钾离子氮掺杂纳米颗粒

将超细SnS纳米颗粒限制在中空多通道碳纳米纤维中以提高钾存储性能

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Science Bulletin 2022年第2期67卷 151-160,M0003页

作者：贺雅楠徐一帆张敏徐建智陈冰冰张郁萱包建春周小四 Jiangsu Key Laboratory of New Power Batteries Jiangsu Collaborative Innovation Center of Biomedical Functional MaterialsSchool of Chemistry and Materials ScienceNanjing Normal UniversityNanjing 210023China

SnS因其高理论容量被认为是极具潜力的钾离子电池负极材料,但其较差的电子导电性和充放电过程中巨大的体积膨胀导致它的循环寿命十分有限.本文提出将SnS纳米晶体限制在中空多通道碳纳米纤维壁(SnS@HMCFs)中,该方法可以有效解决上述问题... 详细信息

SnS因其高理论容量被认为是极具潜力的钾离子电池负极材料,但其较差的电子导电性和充放电过程中巨大的体积膨胀导致它的循环寿命十分有限.本文提出将SnS纳米晶体限制在中空多通道碳纳米纤维壁(SnS@HMCFs)中,该方法可以有效解决上述问题.与之前的研究相比,超细SnS纳米晶体紧凑地浸渍在中空碳纳米纤维中可以增加碳基质单位面积的SnS负载量.此外,独特的中空多通道碳纳米纤维可以用作稳定的载体以均匀分布SnS纳米晶体,从而显著加速K;/e;传输,为钾离子电池带来优异的比容量、出色的倍率性能和稳定的循环性能.在钾离子半电池中, SnS@HMCFs在0.1和1 A g^(-1)的电流密度下分别循环300和1000圈后仍可保留415.5和245.5 mAh g^(-1)的高可逆容量,证明其作为钾离子电池负极材料时具有巨大潜力.除此之外,将SnS@HMCFs负极与KVPO_(4)F正极组装成全电池,在0.1 A g^(-1)循环200圈后也可显示出165.3 mAh g^(-1)的良好放电容量.

关键词：电子导电性理论容量循环寿命充放电过程碳纳米纤维放电容量半电池钾离子

将Cu_(2)S超细纳米粒子均匀植入碳纳米线以实现高效钾离子电池负极

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Science China Materials 2023年第7期66卷 2613-2620页

作者：朱川南赵旭雯徐一帆段丽平田瑞琪廖家英周小四 School of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal UniversityNanjing 210023China Department of Materials Science and Engineering City University of Hong KongKowloon 999077Hong Kong SARChina

由于其高容量和丰富的资源,过渡金属硫化物(TMS)已被证明是钾离子电池具有吸引力的负极材料之一.然而,TMS通常受到导电性差和体积膨胀大的限制,可能导致结构不稳定和电池循环性能差.本工作通过将超小Cu_(2)S纳米粒子植入碳纳米线(Cu_(2)... 详细信息

由于其高容量和丰富的资源,过渡金属硫化物(TMS)已被证明是钾离子电池具有吸引力的负极材料之一.然而,TMS通常受到导电性差和体积膨胀大的限制,可能导致结构不稳定和电池循环性能差.本工作通过将超小Cu_(2)S纳米粒子植入碳纳米线(Cu_(2)S@C NWs),显著减轻了纳米粒子聚集和有害的结构退化.与传统的Cu_(2)S颗粒相比,每根纳米线的体积变化都得到了有效调节,这极大地改善了形态完整性,从而显著提高了循环寿命.正如预期的那样,Cu_(2)S@C NW负极可提供391.1 mA h g^(-1)的大可逆容量,在5 A g^(-1)时具有118.1 mA h g^(-1)的出色倍率性能,以及在2 A g^(-1)下经过500次循环后77.2%的高容量保持率.此外,当Cu_(2)S@C NW负极与KVP04F/CNTs正极组装形成钾离子全电池时,在50 mA g^(-1)下循环100次后显示出110.8 mA h g^(-1)的良好放电容量.这种纳米颗粒阻聚策略拓宽了纳米工程的视野,以释放嵌脱钾引起的应力,并促进钾离子电池高效负极的进一步发展.

关键词： potassium-ion battery anode Cu_(2)S carbon nanowires porous structure

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镁离子电池电解液的研究进展（英文）

Science Bulletin 2023年第16期 1819-1842页

作者：满跃华 Pauline Jaumaux 徐一帆费雅婷莫祥银汪国秀周小四 School of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal University Center for Clean Energy Technology School of Mathematical and Physical Science Faculty of Science University of Technology Sydney

镁离子电池因其高理论容量和丰富的自然资源被认为是下一代储能系统的潜在候选者.然而,镁离子电池的发展受到镁负极与常见的镁盐和传统有机液体电解液溶剂不相容的限制.因此,电解液的发展是开发高效镁离子电池的决定性因素.镁离子电池...

关键词：

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公司债权人补充赔偿请求权的性质

公司债权人补充赔偿请求权的性质

作者：周小四浙江大学

学位级别：硕士

一个公司的成立以资本的注入为前提条件,股东按照认缴的出资额足额缴纳出资,这些出资构成了公司的原始资本,是公司得以运行的物质基础和前提保障。即便如此,在我国股东未履行或者未全面履行出资义务的行为却广泛发生,这严重损害了公司... 详细信息

一个公司的成立以资本的注入为前提条件,股东按照认缴的出资额足额缴纳出资,这些出资构成了公司的原始资本,是公司得以运行的物质基础和前提保障。即便如此,在我国股东未履行或者未全面履行出资义务的行为却广泛发生,这严重损害了公司相对方—公司债权人的利益。但是纵观目前学术界的研究现状,大部分的研究主要集中在当股东存在未履行或者未全面履行出资义务的行为时,其对公司以及其他按约履行出资义务的股东的责任,而其究竟应该对公司的债权人承担什么责任研究的却相对较少。考虑到在目前处在公司资本制度改革的大环境下,法律对股东如何缴纳注册资本、何时缴纳注册资本,不再予以严格的规定,验资程序也相应地废除,这势必会造成股东未不按期缴纳出资义务的行为更加常见,因此突出对公司债权人权利的保护很有必要。虽然也有一些学者就公司债权人的利益保护为切入点进行研究探求《公司法司法解释三》第13条第2款中公司债权人对未履行或者未全面履行出资义务的股东的补充赔偿请求权的性质,但是大部分是直接得出该请求权的性质属于代位权,然后再从代位权的要件的基础上对此加以分析。笔者另辟蹊径,通过一些法院相互矛盾的案例引出该条文在适用中出现的问题,然后分别从逻辑解释层面和文义解释层面上对关于该条请求权的性质的学说加以比较分析。本文由四个部分组成。第一部分,笔者从法院的几个矛盾判例出发,指出债权人在适用《公司法司法解释三》第13条第2款的相关规定追究未履行或者未全面履行出资义务的股东的补充赔偿责任存在的问题,并指出产生该问题的原因是理论上对公司债权人补充赔偿请求权性质的学说没有统一。第二部分,笔者从理论层面上关于公司债权人补充赔偿请求权性质的三个学说进行比较分析,得出代位权说能更加合理的解释公司债权人补充赔偿请求权性质的结论。第三部分,笔者从文义理解层面对关于公司债权人补充赔偿请求权性质的三个学说进行比较,得出代位权说更加契合《公司法司法解释三》关于公司债权人补充赔偿请求权性质的规定。第四部分,笔者在针对"不入库"规则的弊端进行分析之后,提出了回复传统代位权说的"入库"规则,并对完善"入库"规则提出了一些建议。

关键词：代位权补充赔偿请求权资本制度改革

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家庭远程医疗监护报警和咨询智能系统

高技术通讯 2002年第6期12卷 4-9页

作者：杨杰周小四沈利上海交通大学图像处理与模式识别研究所上海200030

介绍了家庭远程医疗监护和咨询智能系统 ,它综合运用数据融合、数据挖掘、小波分析、模式识别、人工智能等技术 ,能自动进行监护数据分析和异常情况识别及网络报警、远程实时诊断。给出了系统的硬件组成框图、家庭端软件结构组成框图、... 详细信息

介绍了家庭远程医疗监护和咨询智能系统 ,它综合运用数据融合、数据挖掘、小波分析、模式识别、人工智能等技术 ,能自动进行监护数据分析和异常情况识别及网络报警、远程实时诊断。给出了系统的硬件组成框图、家庭端软件结构组成框图、医疗监护中心端软件结构组成框图。介绍了系统的部分关键技术 :基于小波变换的心电信号分析、结合数据挖掘和机器学习的自动建模方法、基于数据融合和识别推理的病人异常情况识别。该系统在微机Windows平台采用VC ++实现。

关键词：家庭远程医疗监护报警咨询智能系统数据融合数据挖掘模式识别