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水系锌电池中自组装电极-电解质界面相实现高可逆的锌金属负极

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Science China Materials 2024年第7期67卷 2266-2276页

作者：沈琪彬陈泰强李馨夏水鑫袁涛庞越鹏郑时有 School of Materials and Chemistry University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China

由于缺乏先进的固体电解质界面相,水系锌电池的循环寿命受到锌金属负极副反应和枝晶等问题的严重制约.本文介绍了一种由两性分子(APMs)电解液添加剂构建而成的自组装电极-电解质界面相(AEEI).作为一个示范,这里选取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)... 详细信息

由于缺乏先进的固体电解质界面相,水系锌电池的循环寿命受到锌金属负极副反应和枝晶等问题的严重制约.本文介绍了一种由两性分子(APMs)电解液添加剂构建而成的自组装电极-电解质界面相(AEEI).作为一个示范,这里选取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用做APMs,因为它的羰基氧原子与芳香性的吡咯环共轭,从而具有较强的电子给体性质.X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱分析表明,AEEI的形成和稳定是由APMs的羰基氧原子同时与锌金属和锌离子相互作用推动的.所形成的AEEI主要由富含锌离子的APMs致密层状胶束构成.在电解质中保持APMs的含量在临界聚集浓度(~0.1%)以上,可以保证AEEI的固有稳定性,避免裂纹形成或脱落等问题.得益于其抑制水分解副反应和不利的二维锌扩散的能力,在AEEI的作用下实现了无枝晶的锌沉积.在1 M Zn(OTf)_(2)添加1%PVP的电解液中,形成的AEEI保证了锌对称电池具有超过2000小时的长循环寿命,Zn||Ti电池500个循环后库仑效率高于99.2%,以及V_(2)O_(5)||Zn全电池500个循环后容量的高保持率(达76%).

关键词： aqueous zinc batteries zinc metal anode electrode-electrolyte interphase self-assembly

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锌离子化海泡石涂层锌负极的制备与性能

广州化学 2024年第1期49卷 49-55,I0003页

作者：蒋瑞陈泰强上海理工大学材料与化学学院上海200093

采用酸活化和离子交换法制备了一种锌离子化海泡石(Zn-Sep),将其涂覆在锌负极表面作为人工固体电解质界面(SEI)层,使用XRD、IR和SEM等手段对Zn-Sep的结构与形貌进行表征。结果表明,Zn-Sep涂层不仅能减少锌负极表面副反应的发生,而且由... 详细信息

采用酸活化和离子交换法制备了一种锌离子化海泡石(Zn-Sep),将其涂覆在锌负极表面作为人工固体电解质界面(SEI)层,使用XRD、IR和SEM等手段对Zn-Sep的结构与形貌进行表征。结果表明,Zn-Sep涂层不仅能减少锌负极表面副反应的发生,而且由于其均匀分布的锌离子传输孔道和高的锌离子迁移数(t(Zn^(2+))=0.55),能够通过均匀、快速的锌离子迁移实现无枝晶锌负极。Zn-Sep@Zn对称电池在1m A/cm^(2)和1 mAh/cm^(2)的条件下具有极低的过电势(21 mV)并能够稳定循环超过300 h,即使在5 mA/cm^(2)的大电流条件下,也能维持较低的过电势正常工作。与NVO正极组装的Zn-Sep@Zn|NVO全电池在0.5 A/g条件下循环150圈后仍能保持出色的循环稳定性。

关键词：锌离子电池海泡石改性锌负极涂层

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富镍层状正极微裂纹产生机制及其应对策略

稀有金属 2022年第6期46卷 736-752页

作者：任健马梓尚王媛铎欧骥若陈泰强郑时有上海理工大学材料与化学学院上海200093

富镍层状正极由于高的放电比容量和能量密度是目前最有前景的锂离子电池正极材料之一,基本满足消费者对电动车续航里程的要求。然而随着镍比例的增加,微裂纹的产生与扩展引发电解液浸入,加速了材料结构退化和界面反应,成为富镍层状正极... 详细信息

富镍层状正极由于高的放电比容量和能量密度是目前最有前景的锂离子电池正极材料之一,基本满足消费者对电动车续航里程的要求。然而随着镍比例的增加,微裂纹的产生与扩展引发电解液浸入,加速了材料结构退化和界面反应,成为富镍层状正极材料粉化和寿命快速衰减的关键原因。本文总结并探讨了微裂纹的产生机制,并对近期报道的有关抑制微裂纹的应对策略进行了综述。H2-H3相变引起的晶格参数的各向异性变化和不均匀的锂脱嵌产生的晶格结构缺陷是微裂纹形成的根本原因。微裂纹有晶间裂纹和晶内裂纹两种形式。裂纹一旦形成并扩展到表面,电解液会浸入颗粒内部并与新鲜界面发生反应,导致过渡金属溶解和结构退化。形成裂纹-反应-裂纹的恶性循环。通过抑制体积的各向异性应变程度、缓解内部应力集中和提高颗粒的机械强度等策略能够有效抑制微裂纹的产生和扩展。

关键词：锂离子电池富镍层状正极微裂纹产生机制应对策略

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论高浓度输灰的经济性与设备选型

四川电力技术 1988年第6期 21-25页

作者：陈泰强四川电力工业局

1987年,笔者参加审查了重庆发电厂、白马发电厂的老厂、江油发电厂、豆坝发电厂和河门口发电厂五个厂的输灰系统工程设计。审查发现,除豆坝、江油发电厂采用较小的'灰-水'比与管径外,重庆、白马、河门

关键词：输灰管道输灰系统设计技术规程经济性发电厂电厂高浓度

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水系锌离子电池电解液添加剂研究进展

广州化学 2023年第4期48卷 26-30,43页

作者：沈琪彬陈泰强上海理工大学材料与化学学院上海200093

简单介绍了水系锌离子电池(AZIB)中存在的枝晶生长和副反应问题。从解决这些问题入手,详细综述了不同添加剂的改性机制,根据机制将其分为:金属离子添加剂,增加成核位点和抑制尖端效应;表面活性添加剂,重建界面环境并使Zn^(2+)通量均匀化... 详细信息

简单介绍了水系锌离子电池(AZIB)中存在的枝晶生长和副反应问题。从解决这些问题入手,详细综述了不同添加剂的改性机制,根据机制将其分为:金属离子添加剂,增加成核位点和抑制尖端效应;表面活性添加剂,重建界面环境并使Zn^(2+)通量均匀化;SEI成膜添加剂,抑制二维扩散并隔开水分子;络合添加剂,重构溶剂化鞘,降低水分子活性。最后基于目前存在的问题展望了AZIB添加剂未来的发展方向。

关键词：锌电池添加剂金属锌负极锌枝晶副反应

嵌钠深度对钠离子电池硬碳负极存储性能的影响

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广州化学 2023年第6期48卷 57-60,69,I0003页

作者：赵旭瞳龚文琦沈琪彬陈泰强上海理工大学材料与化学学院上海200093

采用扣式半电池研究了嵌钠深度(SOC)对钠离子电池硬碳负极存储性能的影响,并用X射线光电子能谱(XPS)研究了存储过程中固体电解质界面(SEI)的老化机制。结果表明,高SOC状态下存储(>70%),硬碳活性钠的损失较高,存储6天活性钠损失高达30 mA... 详细信息

采用扣式半电池研究了嵌钠深度(SOC)对钠离子电池硬碳负极存储性能的影响,并用X射线光电子能谱(XPS)研究了存储过程中固体电解质界面(SEI)的老化机制。结果表明,高SOC状态下存储(>70%),硬碳活性钠的损失较高,存储6天活性钠损失高达30 mAh/g(占总容量的10%以上)。低SOC状态下有利于减缓存储的老化进程,相应的活性钠损失仅为0.7 mAh/g。这是因为在高SOC状态下,硬碳负极的电位与电解液还原电位之间存在较大的电位差,存储期间持续消耗电解液和活性钠生成大量有机组分,造成SEI厚度明显增加,从而增大界面阻抗;而低SOC存储期时,SEI的厚度增加并不明显,不稳定的有机成分转变成无机成分的重构过程主导了SEI的老化进程。

关键词：钠离子电池硬碳负极荷电状态存储日历老化

基于DNN的低复杂度联合解调译码迭代同步算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：崔永生詹亚锋陈泰伊方鑫清华大学北京信息科学与技术国家研究中心清华大学电子工程系国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

在无线通信的诸多场景，如卫星通信、深空通信和隐蔽通信中，受限于发射功率、传输距离等因素，接收信号非常微弱，需要降低接收机的同步门限和译码门限，以提升链路的传输可靠性。其中译码门限通过应用高性能编译码算法，已可充分逼近... 详细信息

在无线通信的诸多场景，如卫星通信、深空通信和隐蔽通信中，受限于发射功率、传输距离等因素，接收信号非常微弱，需要降低接收机的同步门限和译码门限，以提升链路的传输可靠性。其中译码门限通过应用高性能编译码算法，已可充分逼近香农极限；联合解调译码迭代同步算法，将信道编码增益作用于信号接收全过程，可有效降低接收机的同步门限，但是计算复杂度较高。本文利用迭代接收目标函数的形态一致特性，提出一种基于深度神经网络（deep neural networks，DNN）的同步优化策略，与传统的迭代同步方法相比，可在1e-5误码率下降低24%的计算复杂度。

关键词：联合解调译码迭代同步深度神经网络最大似然估计

“精一赢家”特质调节下数字化转型对企业成长与业绩波动的影响研究

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管理学报 2024年第1期21卷 117-126页

作者：陈泰铭陈曦周诗豪南京大学商学院南京市210093

以2010~2020年我国沪深上市企业为研究样本,考察不同环境因素影响下“精一赢家”特质对数字化转型与企业成长、业绩波动之间关系的影响。研究发现:数字化转型可促进企业成长,但同时会加剧业绩波动,而“精一赢家”特质加强了数字化转型... 详细信息

以2010~2020年我国沪深上市企业为研究样本,考察不同环境因素影响下“精一赢家”特质对数字化转型与企业成长、业绩波动之间关系的影响。研究发现:数字化转型可促进企业成长,但同时会加剧业绩波动,而“精一赢家”特质加强了数字化转型对企业成长的促进作用,并弱化数字化转型对业绩波动的放大作用,降低企业的数字化转型风险,“精一赢家”特质在正反两方面均优化了数字化转型效果;进一步地,环境技术波动越强、竞争强度越高,“精一赢家”特质对数字化转型效果的两种优化作用会变得更强,环境资本密集度则对“精一赢家”特质的作用产生异质性影响。

关键词：数字化转型精一赢家企业成长业绩波动环境因素

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悬吊式重力卸荷系统的主动式缓冲控制

光学精密工程 2024年第3期32卷 381-391页

作者：晏慧星卢鸿谦尹航黄显林陈泰年哈尔滨工业大学控制理论与制导研究中心黑龙江哈尔滨150001

针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于... 详细信息

针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于块结构的非线性神经网络建模方法,其次分析吊索与航天器相互作用过程中挠性引起的力扰动,最后采用非线性模型预测跟踪控制。相比传统PID控制方法,该方法具有参数调节简单,实时跟随性能好,以及对卸荷系统目标惯性参数的摄动具有控制性能不变性等优势。实验结果表明,设置不同扰动情况跟随力误差都能保证在3%以内,实验证明了基于PAM主动缓冲器的可行性,所提出的控制方法能够在挠性不确定性的情况下实现力跟随控制。

关键词：悬吊式重力卸荷系统气动人工肌肉主动缓冲器非线性模型预测跟踪控制