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Interface-reinforced solid-state electrochromic Li-ion batteries enabled by in-situ liquid-solid transitional plastic glues

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Journal of Energy Chemistry 2024年第11期98卷 96-104页

作者： Ruidong Shi Kaiyue Liu Mingxue Zuo mengyang jia Zhijie Bi Xiangxin Guo College of Physics Qingdao UniversityQingdao 266071ShandongChina

The electrochromic Li-ion batteries(ELIBs) combine the functions of electrochromism and energy storage,realizing the display of energy-storage levels by visual signals. However, the accompanying interfacial issues including physical contact and(electro)chemical stability should be taken into account when the conventional liquid/gel electrolytes are replaced with solid-state counterparts. Herein, the in-situ liquid-solid transitional succinonitrile(SCN) plastic glues are constructed between electrodes and poly(ethylene oxide)(PEO) polymer electrolytes, enabling an interface-reinforced solid-state ***, the liquid SCN precursor can adequately wet electrode/PEO interfaces at high temperature,while it returns back to solid state at room temperature, leading to seamless interfacial contact and smooth ionic transfer without changing the solid state of the device. Moreover, the SCN interlayer suppresses the direct contact of PEO with electrodes containing high-valence metal ions, evoking the improved interfacial stability by inhibiting the oxidation of PEO. Therefore, the resultant solid-state ELIB with configuration of LiMn_(2)O_(4)/SCN-PEO-SCN/WO_(3) delivers an initial discharge capacity of 111 m A h g^(-1) along with a capacity retention of 88.3% after 200 cycles at 30 ℃. Meanwhile, the electrochromic function is integrated into the device by distinguishing its energy-storage levels through distinct color changes. This work proposes a promising solid-state ELIB with greatly reinforced interfacial compatibility by introducing in-situ solidified plastic glues.

关键词： Electrochromic Li-ion batteries Interfacial issues Solid-state electrolytes Visualization

Heterogeneous electrolyte membranes enabling double-side stable interfaces for solid lithium batteries

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Journal of Energy Chemistry 2021年第9期30卷 162-168页

作者： Shuang Mu Weilin Huang Wuhui Sun Ning Zhao mengyang jia Zhijie Bi Xiangxin Guo College of Physics Qingdao UniversityQingdao 266071ShandongChina

The solid polymer electrolyte(SPE) is one of the most promising candidates for building solid lithium batteries with high energy density and safety due to its advantages of flexibility and ***,the conventional monolayered electrolytes usually exhibit unstable contacts with either high-voltage cathodes or Li-metal anodes during cell ***,heterogeneous dual-layered electrolyte membranes(HDEMs) consisting of the specific functional polymer matrixes united with the designed solid ceramic fillers are constructed to address the crucial issues of interfacial *** electrolyte layers composed of the high-conductivity and oxidation-resistance polyacrylonitrile(PAN) combined with Li_(0.33)La_(0.557)TiO_(3) nanofibers are in contact with the high-voltage cathodes,achieving the compatible interface between the cathodes and the ***,the electrolyte layers composed of the highstability and dendrite-resistance polyethylene oxide(PEO) with Li_(6.4)La_(3) Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12) nanoparticles are in contact with the Li-metal anodes,aiming to suppress the dendrite growth,as well as avoid the passivation between the PAN and the ***,the solid LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O2‖Li full cells based on the designed HDEMs show the good rate and cycling performance,*** discharge capacity of 170.1 mAh g^(-1) with a capacity retention of 78.2% after 100 cycles at 0.1 C and 30℃.The results provide an effective strategy to construct the heterogeneous electrolyte membranes with double-side stable electrode/-electrolyte interfaces for the high-voltage and dendrite-free solid lithium batteries.

关键词： Solid electrolytes High-voltage cathodes Dendrite suppression Solid lithium batteries

Evaluation of solid electrolytes: Development of conventional and interdisciplinary approaches

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Interdisciplinary Materials 2023年第4期2卷 529-568页

作者： Muhammad Khurram Tufail Pengbo Zhai Waquar Khokar mengyang jia Ning Zhao Xiangxin Guo College of Physics Qingdao UniversityQingdaoChina College of Materials Science and Engineering Qingdao UniversityQingdaoChina

Solid-state lithium batteries(SSLBs)have received considerable attention due to their advantages in thermal stability,energy density,and *** electrolyte(SE)is a key component in developing high-performance *** in-depth understanding of the intrinsic bulk and interfacial properties is imperative to achieve SEs with competitive *** review first introduces the traditional electrochemical approaches to evaluating the fundamental parameters of SEs,including the ionic and electronic conductivities,activation barrier,electrochemical stability,and diffusion *** that,the characterization techniques to evaluate the structural and chemical stability of SEs are ***,emerging interdisciplinary visualization techniques for SEs and interfaces are highlighted,including synchrotron X-ray tomography,ultrasonic scanning imaging,time-of-flight secondary-ion mass spectrometry,and three-dimensional stress mapping,which improve the understanding of electrochemical performance and failure *** addition,the application of machine learning to accelerate the screening and development of novel SEs is *** review article aims to provide an overview of advanced characterization from a broad physical chemistry view,inspiring innovative and interdisciplinary studies in solid-state batteries.

关键词： advanced characterization interdisciplinary techniques machine learning solid electrolytes solid-state batteries

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空间暗弱慢速目标的捕获跟踪控制技术研究

航天器工程 2015年第2期24卷 96-101页

作者：贾蒙杨北京空间机电研究所北京100094

为了实现对空间暗弱慢速目标的自主高精度捕获跟踪,需要设计高精度、高可靠性的捕获跟踪控制算法。文章在现有星敏相机相关技术的基础上分析了捕获跟踪控制算法工作流程,将其划分成相对独立的6大功能模块,并简述了这些功能模块与现有星... 详细信息

为了实现对空间暗弱慢速目标的自主高精度捕获跟踪,需要设计高精度、高可靠性的捕获跟踪控制算法。文章在现有星敏相机相关技术的基础上分析了捕获跟踪控制算法工作流程,将其划分成相对独立的6大功能模块,并简述了这些功能模块与现有星敏技术的继承性。文章对光学捕获跟踪系统组成进行论述,并阐述了捕获跟踪控制算法各大模块设计的实现方法及研究现状,梳理出了其中的三大关键技术:星图数据库设计、星图匹配算法和目标捕获算法。文章研究光学捕获跟踪系统中相关算法的设计和改进方法,特别是针对其中的关键技术,详细论述了国内外前沿的优化方法,对关键技术的改进方案提出了未来的工作思路。

关键词：空间暗弱目标捕获跟踪星图匹配

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一种自主星图识别算法

航天器工程 2016年第6期25卷 101-108页

作者：贾蒙杨中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094

为了改善星敏感器系统的星图识别实时性和可靠性,文章在研究现有的星图识别相关技术基础后,提出了基于特征向量投影法的算法核心,并在这一核心的基础上完成了星图识别算法和导航星图数据库的改进设计。最后编写仿真测试软件对此算法程... 详细信息

为了改善星敏感器系统的星图识别实时性和可靠性,文章在研究现有的星图识别相关技术基础后,提出了基于特征向量投影法的算法核心,并在这一核心的基础上完成了星图识别算法和导航星图数据库的改进设计。最后编写仿真测试软件对此算法程序进行了性能测试,测试结果表明,文章提出的自主星图识别算法在星图识别实时性和可靠性方面都较以往算法有了提高。

关键词：星敏感器星图识别特征向量投影法

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腐蚀电化学阻抗谱等效电路解析完备性研究

中国腐蚀与防护学报 2017年第6期37卷 479-486页

作者：王佳贾梦洋杨朝晖韩冰中国海洋大学化学化工学院青岛266100 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所青岛266071

随着使用电化学阻抗谱方法研究腐蚀过程的工作日益增多,腐蚀电化学阻抗谱解析技术逐渐成为腐蚀科学家需要掌握的重要研究工具之一。近年来,电化学阻抗谱方法研究的腐蚀体系越来越复杂,不仅腐蚀环境和金属状态复杂化,且形成于金属表面界... 详细信息

随着使用电化学阻抗谱方法研究腐蚀过程的工作日益增多,腐蚀电化学阻抗谱解析技术逐渐成为腐蚀科学家需要掌握的重要研究工具之一。近年来,电化学阻抗谱方法研究的腐蚀体系越来越复杂,不仅腐蚀环境和金属状态复杂化,且形成于金属表面界面膜层的种类也越来越多,导致简单电化学体系的阻抗谱等效电路解析方法越来越难以满足复杂腐蚀体系解析建模的要求。与动力学解析方法相比,模拟等效电路的解析方法因其简单直观而易于理解,应用范围日益扩展。但其固有的解析过程不严谨、不规范等不足,导致腐蚀过程等效电路模型缺陷增加和学术价值下降。为此,在多年研究腐蚀电化学阻抗谱等效电路解析方法的基础上,本文分析了电化学阻抗谱等效电路解析方法在腐蚀研究中的应用现状,探讨了等效电路方法解析腐蚀过程的优点和不足,以及提高这一解析方法学术价值的必要性和可行途径,以期建立严谨规范的腐蚀电化学阻抗谱等效电路模型解析路线,以适应复杂腐蚀过程的模型化研究需求,为腐蚀科学工作者提供一种高效实用的腐蚀电化学阻抗谱解析工具。

关键词：腐蚀过程电化学阻抗谱等效电路模型判据

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需求侧管理中面向居民用电的互动化评价模型

电力系统自动化 2017年第13期41卷 62-69页

作者：孙毅贾孟扬陆俊孙辰军华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 国网河北省电力公司河北省石家庄市050021

智能用电的核心是通过电网与用户的双向互动以实现需求响应,文中提出了一种面向需求侧管理的居民用电互动化评价模型及其实现方法。首先构建居民用电互动化评价模型,模型涵盖需求侧管理中的负荷优化、用户需求响应和通道理想解排序法(TO... 详细信息

智能用电的核心是通过电网与用户的双向互动以实现需求响应,文中提出了一种面向需求侧管理的居民用电互动化评价模型及其实现方法。首先构建居民用电互动化评价模型,模型涵盖需求侧管理中的负荷优化、用户需求响应和通道理想解排序法(TOPSIS)互动化评价在内的完整过程。然后在多目标遗传算法求解最优用电策略和价格弹性指数计算用户需求响应策略基础上,阐述模型的实现方法。最后通过实验验证了模型评价居民用电互动化效果的有效性。

关键词：互动化评价模型需求响应智能用电用电策略需求侧管理

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融合危害时间模型的导航信号中断分析方法

航天器工程 2022年第5期31卷 35-42页

作者：熊笑贾蒙杨赵海涛陈雷北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对导航卫星在研制中识别与控制中断风险的工程需求,分析了导航信号中断的复杂性,针对现有中断分析方法的不足,提出了全层级、多维度且融合了危害时间模型的中断分析方法,并给出中断分析流程。通过相关性分析快速定位导致卫星信号中断... 详细信息

针对导航卫星在研制中识别与控制中断风险的工程需求,分析了导航信号中断的复杂性,针对现有中断分析方法的不足,提出了全层级、多维度且融合了危害时间模型的中断分析方法,并给出中断分析流程。通过相关性分析快速定位导致卫星信号中断的底层单元清单,解决了中断关键环节识别全面性的问题;针对传统技术未考虑中断相关性及中断传播不确定性的问题,提出了综合考察中断风险评估三要素并引入中断传播概率的危害时间模型进行定量评估的方法,实现对中断关键环节的准确识别。该方法适用于星座和卫星的各类中断关键环节识别,已应用于北斗导航卫星系统。

关键词：危害时间导航信号中断传播概率导航卫星

十二烷基苯磺酸掺杂聚吡咯在阳极-阴极交替极化下的防污性能

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高等学校化学学报 2019年第11期40卷 2396-2403页

作者：张珈漪贾梦洋姜晓辉张志明于良民王璇中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室

采用化学氧化聚合法合成了一系列十二烷基苯磺酸掺杂的聚吡咯(PPy-DBSA),并研究了其电化学防污性能.循环伏安(CV)曲线表明,PPy-DBSA在天然海水中具有良好的电化学活性和稳定性.采用循环伏安扫描方法实现阳极极化和阴极极化交替进行,并... 详细信息

采用化学氧化聚合法合成了一系列十二烷基苯磺酸掺杂的聚吡咯(PPy-DBSA),并研究了其电化学防污性能.循环伏安(CV)曲线表明,PPy-DBSA在天然海水中具有良好的电化学活性和稳定性.采用循环伏安扫描方法实现阳极极化和阴极极化交替进行,并对极化后的PPy-DBSA电极进行了抑菌性能研究,发现PPy-DBSA在循环伏安阳极-阴极交替(-1. 0~2. 0 V vs. SCE)极化下,可成功抑制微生物(大肠杆菌)的附着,其中在-0. 6~0. 8 V范围内循环伏安阳极-阴极交替极化20 min时防污效果最佳,抑菌率可达99. 8%,明显优于恒电位阳极极化和恒电位阴极极化的结果.

关键词：十二烷基苯磺酸掺杂聚吡咯电化学防污循环伏安阳极-阴极交替极化