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Recent progress and perspectives on silicon anode:Synthesis and prelithiation for LIBs energy storage

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Journal of Energy Chemistry 2022年第1期31卷 615-650,I0016页

作者： Yuanxing Zhang Borong Wu Ge Mu chengwei ma Daobin Mu Feng Wu School of materials Science and Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing Key Laboratory of Environment Science and EngineeringBeijing 100081China Collaborative Innovation Center of Electric Vehicles in Beijing Beijing 100081China

The ever-increasing environmental/energy crisis as well as the rapid upgrading of mobile devices had stimulated intensive research attention on promising alternative energy storage and conversion *** these devices,alkali metal ion batteries,such as lithium-ion batteries(LIBs) had attracted increasing research attention due to its several advantages including,environmental friendliness,high power density,long cycle life and excellent *** had been widely used in consumer electronics,electric vehicles,and large power grids et ***-based(silicon and their oxides,carbides) anodes had been widely *** several advantages including low cost,high theoretical capacity,natural abundance,and environmental friendliness,which shows great potential as anodes of *** this review,we summarized the recently progress in the synthetic method of silicon matrix *** empirical method for prelithiation of silicon-based materials were also ***,we also reviewed some novel characterization ***,the new design,preparation methods and properties of these nano materials were reviewed and *** hoped that this review can provide a general overview of recent progress and we briefly highlighted the current challenges and prospects,and will clarify the future trend of silicon anode LIBs research.

关键词： Si anodes Lithium-ion batteries Prelithiation Characterization Energy storage and conversion

Nano silica aerogel-induced formation of an organic/alloy biphasic interfacial layer enables construction of stable high-energy lithium metal batteries

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Green Energy & Environment 2023年第4期8卷 1071-1080页

作者： chengwei ma Xinyu Zhang Chengcai Liu Yuanxing Zhang Yuanshen Wang Ling Liu Zhikun Zhao Borong Wu Daobin Mu Beijing Key Laboratory of Environmental Science and Engineering School of Materials Science and EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing100081China Collaborative Innovation Center of Electric Vehicles in Beijing Beijing100081China

Lithium metal batteries represent promising candidates for high-energy-density batteries, however, many challenges must still be overcome,e.g., interface instability and dendrite growth. In this work, nano silica aerogel was employed to generate a hybrid film with high lithium ion conductivity(0.6 mS cm^(-1)at room temperature) via an in situ crosslinking reaction. TOF-SIMS profile analysis has revealed conversion mechanism of hybrid film to Li–Si alloy/Li F biphasic interface layer, suggesting that the Li–Si alloy and Li F-rich interface layer promoted rapid Li+transport and shielded the Li anodes from corrosive reactions with electrolyte-derived products. When coupled with nickel-cobalt-manganese-based cathodes, the batteries achieve outstanding capacity retention over 1000 cycles at 1 C. Additionally the developed film coated on Li enabled high coulombic efficiency(99.5%) after long-term cycling when coupled with S cathodes. Overall, the results presented herein confirm an effective strategy for the development of high-energy batteries.

关键词： Lithium metal batteries Nano silica aerogel In situ crosslinking Biphasic interface layer Li–Si alloy

温室环境分析中冬季室外气温日变化及数学表达

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农业工程学报 2013年第12期29卷 203-209页

作者：徐凡马承伟中国农业大学水利与土木工程学院/农业部设施农业工程重点实验室北京100083

在温室热环境准确的动态分析中室外逐时气象数据是不可缺少的,但系统完整的室外逐时气温气象观测资料相对较少,为此,该文研究了2009-2011年冬季1月份室外气温的日变化规律。根据连续2a的观测数据,分析了华北5省区2009-2011年1月份室外... 详细信息

在温室热环境准确的动态分析中室外逐时气象数据是不可缺少的,但系统完整的室外逐时气温气象观测资料相对较少,为此,该文研究了2009-2011年冬季1月份室外气温的日变化规律。根据连续2a的观测数据,分析了华北5省区2009-2011年1月份室外气温的逐时变化情况,并归纳出根据日最高气温和日最低气温采用温度逐时变化系数计算逐时气温的方法。结果表明,该方法所得的室外逐时气温模拟结果与实测温度较为吻合。在此基础上,采用傅立叶级数展开的方法,给出了推算冬季任意时刻室外气温的数学表达式。该文为温室环境的精确模拟分析提供详尽的室外温度数据。

关键词：温室温度傅立叶级数室外逐时气温气温逐时变化系数环境分析

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华北地区冬季温室植物冠层温度建模

农业机械学报 2009年第5期40卷 169-172,198页

作者：何芬马承伟中国农业大学农业部设施农业工程重点开放实验室北京100083

基于温室内植物冠层能量平衡关系,建立了与温室内、外气象条件和温室结构相关的冠层温度模拟机理模型,并在华北地区文洛型温室内对该模型进行了试验验证。结果表明:模型能较好地模拟冬季温室内植物冠层温度,模拟值和实测值之间的相关系... 详细信息

基于温室内植物冠层能量平衡关系,建立了与温室内、外气象条件和温室结构相关的冠层温度模拟机理模型,并在华北地区文洛型温室内对该模型进行了试验验证。结果表明:模型能较好地模拟冬季温室内植物冠层温度,模拟值和实测值之间的相关系数为0.797 5,均方根误差为1.3℃。建立了冠层温度的BP神经网络模型,模型相关系数为0.783 5,均方根误差为0.6℃。在所建神经网络模型基础上,运用敏感性分析法对影响冠层温度的各因素进行重要性分析和排序,得出影响冠层温度的最重要因子是室内温度,其次为蒸腾速率、室外太阳辐射和室内相对湿度。

关键词：温室冠层温度机理模型神经网络

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玻璃温室地源热泵供暖性能与碳排放分析

农业机械学报 2012年第1期43卷 185-191页

作者：柴立龙马承伟北京市农林科学院蔬菜研究中心北京100097 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

在北京地区一栋玻璃连栋温室(756 m2)中采用地下水式地源热泵(ground source heat pump,简称GSHP)技术进行了冬季供暖试验,并结合GSHP技术的供热特点构建了基于供热末端空气焓差法的供热量计算模型以及供热系统性能分析方法。根据供暖... 详细信息

在北京地区一栋玻璃连栋温室(756 m2)中采用地下水式地源热泵(ground source heat pump,简称GSHP)技术进行了冬季供暖试验,并结合GSHP技术的供热特点构建了基于供热末端空气焓差法的供热量计算模型以及供热系统性能分析方法。根据供暖期北京地区能源价格水平,对比当前广泛使用的燃煤供暖系统和天然气供暖系统,系统地评价了GSHP技术的碳排放(温室气体排放水平)和供暖经济性。GSHP供暖成本低于同期燃气供暖,但高于燃煤供暖。同时,GSHPs的CO2气体排放量低于燃煤供暖,但高于燃气供暖。

关键词：温室地源热泵碳排放

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锂金属负极界面热量分布演化机理

化工学报 2024年第6期75卷 2322-2331页

作者：李润龙徐童陈飞马成伟昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500

锂金属电池由于极高的理论比容量而被认为是高能量密度电池的有利选择。然而界面不稳定性一直是锂金属电池商业化发展的最大挑战,热场演化机制是锂金属界面演化过程中影响电池循环寿命的关键因素。通过固体电解质界面(SEI)热分布演化模... 详细信息

锂金属电池由于极高的理论比容量而被认为是高能量密度电池的有利选择。然而界面不稳定性一直是锂金属电池商业化发展的最大挑战,热场演化机制是锂金属界面演化过程中影响电池循环寿命的关键因素。通过固体电解质界面(SEI)热分布演化模型揭示并量化了锂金属负极界面热量分布演化机制,3个影响因素是SEI与电解液扩散能力的比率、电解液性能和赋予SEI各向异性。结果表明,在适当的比例下界面处最大温度梯度相对较小;电解液浓度影响电解液的性能,进而影响锂金属负极界面的热量分布;赋予SEI各向异性可以诱导锂枝晶横向生长,有利于界面热量的均匀分布。这项工作可为锂金属电池的界面设计提供一定的理论指导。

关键词：锂金属负极热分布 SEI 锂枝晶

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斑潜蝇虫害叶片受害程度对其近红外反射光谱的影响

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农业工程学报 2007年第2期23卷 156-159页

作者：吴达科马承伟杜尚丰西南大学工程技术学院重庆400716 中国农业大学农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室北京100083

为探索实现作物虫害自动监测的方法，采用图像处理和光谱分析技术，测定了斑潜蝇虫害叶片的近红外反射光谱，计算了虫害叶片的破损率，对其破损率和干鲜比与近红外分光反射率的关系分别进行了回归分析。结果表明：在某些波段，叶片的破... 详细信息

为探索实现作物虫害自动监测的方法，采用图像处理和光谱分析技术，测定了斑潜蝇虫害叶片的近红外反射光谱，计算了虫害叶片的破损率，对其破损率和干鲜比与近红外分光反射率的关系分别进行了回归分析。结果表明：在某些波段，叶片的破损率和干鲜比均与近红外分光反射率有较好的相关性。叶片的干鲜比与近红外分光反射率关系的决定系数：黄瓜为R^2=0．79（在1452nm），番茄为R^2=0．70（在1450nm）。叶片的破损率与近红外分光反射率关系的决定系数，黄瓜为R^2〉0．81（在1436～1468nm），番茄为R^2〉0．69（在1436～1466nm）。试验和分析结果证明斑潜蝇虫害叶片的虫害程度能很好地被近红外光谱信息反映。

关键词：美洲斑潜蝇近红外反射光谱叶片图像处理

支持向量机在斑潜蝇虫害叶片光谱分析中的应用

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农业机械学报 2007年第10期38卷 87-90页

作者：吴达科马承伟杜尚丰西南大学工程技术学院中国农业大学农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室中国农业大学信息与电气工程学院

测量了斑潜蝇虫害叶片的可见光反射光谱。运用图像处理技术计算出虫害叶片的破损率;采用光谱分析方法选出对叶片破损程度敏感的波长点。运用支持向量机(SVM)和多光谱法,建立基于敏感波长的受害叶片反射光谱分类模型并进行分类试验。试... 详细信息

测量了斑潜蝇虫害叶片的可见光反射光谱。运用图像处理技术计算出虫害叶片的破损率;采用光谱分析方法选出对叶片破损程度敏感的波长点。运用支持向量机(SVM)和多光谱法,建立基于敏感波长的受害叶片反射光谱分类模型并进行分类试验。试验结果表明,多光谱法分类精度为90%,SVM为93.8%(多项式核函数)和96.9%(RBF核函数),高于多光谱法。

关键词：叶片可见反射光谱图像处理美洲斑潜蝇支持向量机

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温室湿度动态预测模型建立与试验

农业机械学报 2009年第10期40卷 173-177页

作者：何芬马承伟张俊雄中国农业大学农业部设施农业工程重点开放实验室北京100083 中国农业大学工学院北京100083

根据温室内水气收支平衡关系,建立了与室内外气象参数、温室结构、作物生长状况、土壤潮湿程度等有关条件下的温室湿度动态预测模型。同时定量描述了温室内作物蒸腾、土壤蒸发、壁面凝结、自然通风和机械通风等与湿度变化相关的各种物... 详细信息

根据温室内水气收支平衡关系,建立了与室内外气象参数、温室结构、作物生长状况、土壤潮湿程度等有关条件下的温室湿度动态预测模型。同时定量描述了温室内作物蒸腾、土壤蒸发、壁面凝结、自然通风和机械通风等与湿度变化相关的各种物理过程。基于华北塑料连栋温室对所建模型进行了试验验证。结果表明:模型能较好预测温室内空气相对湿度值,预测值和实测值之间的均方根误差为5.9%。

关键词：温室湿度水气平衡预测模型