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Construction of internal electric field to suppress oxygen evolution of Ni-rich cathode materials at a high cutoff voltage

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Journal of Energy Chemistry 2022年第10期31卷 114-125,I0004页

作者： Youqi Chu Anjie Lai qichang pan Fenghua Zheng Youguo Huang Hongqiang Wang Qingyu Li Guangxi Key Laboratory of Low Carbon Energy Materials School of Chemistry and Pharmaceutical SciencesGuangxi Normal UniversityGuilin 541004GuangxiChina Guangxi New Energy Ship Battery Engineering Technology Research Center Guangxi Normal UniversityGuilin 541004GuangxiChina

The Nickel-rich layered cathode materials have been considered as promising cathode for lithium-ion batteries(LIBs),which due to it can achieve a high capacity of than 200 mAh g^(-1)under a high cutoff voltage of4.5 V.However,the nickel-rich layered cathode materials show severely capacity fading at high voltage cycling,induced by the hybrid O anion and cation redox promote O^(α-)(α<2)migration in the crystal lattice under high charge voltage,lead to the instability of the oxygen skeleton and oxygen evolution,promote the phase transition and electrolyte decomposition.Here,Li_(1-x)TMO_(2-y)/Li_(2)SO_(4) hybrid layer is designed by a simple pyrolysis method to enhance the high voltage cycle stability of NCM.In such constructed hybrid layer,the inner spinel structure of Li_(1-x)TMO_(2-y)layer is the electron-rich state,which could form an electron cloud coupling with the NCM with surface oxygen vacancies,while Li_(2)SO_(4) is p-type semiconductors,thus constructing a heterojunction interface of Li_(1-x)TMO_(2-y)//Li_(2)SO_(4) and Li_(1-x)TMO_(2-y)//NCM,thereby generating internal self-built electric fields to inhibit the outward migration of bulk oxygen anions.Moreover,the internal self-built electric fields could not only strengthen the bonding force between the Li_(1-x)TMO_(2-y)/Li_(2)SO_(4) hybrid layer and host NCM material,but also boost the charge transfer.As consequence,the modified NCM materials show excellent electrochemical performance with capacity retention of 97.7%and 90.1%after 200 cycles at 4.3 V and 4.5 V,respectively.This work provides a new idea for the development of high energy density applications of Nickel-rich layered cathode materials.

关键词： Ni-rich layered oxide Li_(1-x)TMO_(2-y)/Li_(2)SO_(4) Dual-modified Electrochemical performance

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Dielectric polarization in MgFe_(2)O_(4) coating and bulk doping to enhance high-voltage cycling stability of Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2) cathode material

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Journal of Energy Chemistry 2023年第6期81卷 200-211,I0007页

作者： Xiaoqian Xu Yizhen Huang Dan Li qichang pan Sijiang Hu Yahao Li Hongqiang Wang Youguo Huang Fenghua Zheng Qingyu Li Guangxi Key Laboratory of Low Carbon Energy Materials School of Chemistry and Pharmaceutical SciencesGuangxi Normal UniversityGuilin 541004GuangxiChina Hubei Provincial Collaborative Innovation Center for New Energy Microgrid College of Electrical Engineering&New EnergyChina Three Gorges UniversityYichang 443002HubeiChina Guangxi Scientific and Technological Achievements Transformation Pilot Research Base of Electrochemical Energy Materials and Devices Guangxi Normal UniversityGuilin 541004GuangxiChina

Charging P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)to 4.5 V for higher capacity is enticing.However,it leads to severe capacity fading,ascribing to the lattice oxygen evolution and the P2-O2 phase transformation.Here,the Mg Fe_(2)O_(4) coating and Mg,Fe co-doping were constructed simultaneously by Mg,Fe surface treatment to suppress lattice oxygen evolution and P2-O2 phase transformation of P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)at deep charging.Through ex-situ X-ray diffraction(XRD)tests,we found that the Mg,Fe bulk co-doping could reduce the repulsion between transition metals and Na+/vacancies ordering,thus inhibiting the P2-O2 phase transition and significantly reducing the irreversible volume change of the material.Meanwhile,the internal electric field formed by the dielectric polarization of Mg Fe_(2)O_(4) effectively inhibits the outward migration of oxidized O^(a-)(a<2),thereby suppressing the lattice oxygen evolution at deep charging,confirmed by in situ Raman and ex situ XPS techniques.P2-Na NM@MF-3 shows enhanced high-voltage cycling performance with capacity retentions of 84.8% and 81.3%at 0.1 and 1 C after cycles.This work sheds light on regulating the surface chemistry for Na-layered oxide materials to enhance the high-voltage performance of Na-ion batteries.

关键词： P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2) MgFe_(2)O_(4) Bulk doping Lattice oxygen evolution P2-O2 phase transformation

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Mg,Ti-base surface integrated layer and bulk doping to suppress lattice oxygen evolution of Ni-rich cathode material at a high cut-off voltage

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Journal of Energy Chemistry 2022年第8期31卷 434-444,I0012页

作者： Fan Peng Youqi Chu Yu Li qichang pan Guangchang Yang Lixuan Zhang Sijiang Hu Fenghua Zheng Hongqiang Wang Qingyu Li Guangxi Key Laboratory of Low Carbon Energy Materials School of Chemistry and Pharmaceutical SciencesGuangxi Normal UniversityGuilin 541004GuangxiChina Guangxi New Energy Ship Battery Engineering Technology Research Center Guangxi Normal UniversityGuilin 541004GuangxiChina

The Nickel-rich layered cathode materials charged to 4.5 V can obtain a specific capacity of more than 200 m Ah g^(-1).However,the nickel-rich layered cathode materials suffer from the severe capacity fade during high-voltage cycling,which is related to the phase transformation and the surface sides reactions caused by the lattice oxygen evolution.Here,the simultaneous construction of a Mg,Ti-based surface integrated layer and bulk doping through Mg,Ti surface treatment could suppress the lattice oxygen evolution of Nirich material at deep charging.More importantly,Mg and Ti are co-doped into the particles surface to form an Mg_(2)TiO_(4) and Mg_(0.5–x)Ti_(2–y)(PO_(4))_(3) outer layer with Mg and Ti vacancies.In the constructed surface integrated layer,the reverse electric field in the Mg_(2)TiO_(4) effectively suppressed the outward migration of the lattice oxygen anions,while Mg_(0.5–x)Ti_(2–y)(PO_(4))_(3) outer layer with high electronic conductivity and good lithium ion conductor could effectively maintained the stability of the reaction interface during highvoltage cycling.Meanwhile,bulk Mg and Ti co-doping can mitigate the migration of Ni ions in the bulk to keep the stability of transition metal–oxygen(M-O)bond at deep charging.As a result,the NCM@MTP cathode shows excellent long cycle stability at high-voltage charging,which keep high capacity retention of 89.3%and 84.3%at 1 C after 200 and 100 cycles under room and elevated temperature of 25 and 55°C,respectively.This work provides new insights for manipulating the surface chemistry of electrode materials to suppress the lattice oxygen evolution at high charging voltage.

关键词： Ni-rich layered oxide Mg Ti-base surface integrated layer Bulk doping Lattice oxygen evolution

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Carbon Nanosheets Encapsulated NiSb Nanoparticles as Advanced Anode Materials for Lithium-Ion Batteries

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Energy & Environmental Materials 2020年第2期3卷 186-191页

作者： qichang pan Yanan Wu Wentao Zhong Fenghua Zheng Youpeng Li Yanzhen Liu Junhua Hu Chenghao Yang Guangzhou Key Laboratory for Surface Chemistry of Energy Materials School of Environment and EnergyNew Energy Research InstituteSouth China University of TechnologyGuangzhou 510006China School of Materials Science and Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou 450001China

Metallic antimony(Sb) has been attracted much attentions as anode for lithium-ion batteries due to its high capacity.Nevertheless,the large volume expansion during the lithiation process leads to poor electrochemical performance,which seriously limits the practical application in lithium-ion batteries.Herein,NiSb nanoparticles encapsulated by carbon nanosheets have been developed via a facile strategy and as anode for lithium-ion batteries.In this attractive structure,the carbon nanosheets can effectively avoid volume change of NiSb nanoparticles and inhibit the direct contact of NiSb nanoparticles to the electrolyte during the lithiation/delithiation process.As a result,the NiSb/C nanosheets display an outstanding long cycling performance(405 mA h g-1 after 1000 cycles at 1.0 A g-1) and excellent rate capability(305 mA h g-1 at 2.0 A g-1) when application in lithium-ion batteries.

关键词： anode carbon nanosheets lithium-ion batteries NiSb alloy

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新工科背景下应用化学综合实验课程思政育人实践

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大学化学 2024年第2期39卷 214-220页

作者：胡思江王红强彭继明郑锋华潘齐常刘葵李庆余广西师范大学化学与药学学院广西桂林541004 桂林师范高等专科学校化学与药学系广西桂林541199

针对新工科理念和课程思政的要求,避免专业教育和思政教育“两张皮”的问题,从教材、课程教学和平台建设等方面介绍了新工科理念和课程思政在应用化学综合实验中的有机融合实践。在前期课程教学基础和初步实践基础上,提出了建设配套教... 详细信息

针对新工科理念和课程思政的要求,避免专业教育和思政教育“两张皮”的问题,从教材、课程教学和平台建设等方面介绍了新工科理念和课程思政在应用化学综合实验中的有机融合实践。在前期课程教学基础和初步实践基础上,提出了建设配套教材、发挥线上线下教学、搭建校内科研与工程实践平台、拓展校外实践基地等具体的改革路径,将课程思政全方位融入教学活动中,构建了应用化学综合实验课程思政育人新体系,助力新工科背景下新兴应用型人才培养。该实践可为其他实验课程开展新工科背景下课程思政改革提供参考。

关键词：新工科课程思政应用化学综合实验实践教学

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男性大学生体型对社会排斥的影响:吸引力与社会认知基本维度的中介作用

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心理技术与应用 2023年第3期11卷 149-160页

作者：邓起昌赵玉芳白金花何畔西南大学心理学部重庆400715 中国矿业大学建筑与设计学院徐州221116

通过两个研究考察男性大学生体型与社会排斥的关系,以及吸引力与社会认知基本维度在体型与社会排斥间的中介作用。结果发现:(1)肥胖体型男大学生更易遭受社会排斥;(2)男性对肥胖同性表现出了更强的排斥意图,而女性则对男性表现出更强的... 详细信息

通过两个研究考察男性大学生体型与社会排斥的关系,以及吸引力与社会认知基本维度在体型与社会排斥间的中介作用。结果发现:(1)肥胖体型男大学生更易遭受社会排斥;(2)男性对肥胖同性表现出了更强的排斥意图,而女性则对男性表现出更强的包容;(3)吸引力与热情在体型与社会排斥间起中介作用,且在中介路径上呈现了性别差异,肥胖体型显著预测女性被试对实验目标的吸引力指标,显著预测男性被试对实验目标的排斥意图。两个研究共同表明:相比于其他体型,肥胖体型男大学生会遭受更多的社会排斥,吸引力与热情因素在体型与社会排斥间起中介作用,结果存在性别差异。

关键词：体型社会排斥吸引力社会认知基本维度

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LabVIEW中利用ADO技术实现发动机测功机数据采集系统数据库访问

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仪器仪表学报 2004年第Z3期25卷 321-324页

作者：潘锦玲段其昌张从力重庆大学自动化学院重庆400044

Lab VIEW是当前开发虚拟仪器的主要工具之一,但没有提供与数据库直接连接的接口。在一套摩托车测功机数采系统中,利用ADO技术较好地解决了Lab VIEW访问后台数据库的问题。结合测功机实例,详细介绍了Lab VIEW环境下对ADO对象的调用方法,... 详细信息

Lab VIEW是当前开发虚拟仪器的主要工具之一,但没有提供与数据库直接连接的接口。在一套摩托车测功机数采系统中,利用ADO技术较好地解决了Lab VIEW访问后台数据库的问题。结合测功机实例,详细介绍了Lab VIEW环境下对ADO对象的调用方法,并给出了插入和查询两个实例。实例运行表明,ADO技术很好的实现L ab VIEW对数据库的访问。

关键词： LabVIEW ADO技本测功机

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基于磁场指纹辅助的手机室内定位系统

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传感技术学报 2016年第9期29卷 1441-1448页

作者：杨增瑞段其昌毛明轩段盼黄晓刚重庆大学自动化学院重庆400044 国网重庆市电力公司南岸供电分公司重庆400060 国网重庆电力公司潼南供电公司重庆402660

针对当前室内无线定位信号强度易受干扰、设备部署维护成本高等缺点,以及手机在室内航位推算过程中定位误差随时间累积的问题,本文提出了基于粒子滤波磁场匹配的室内定位方法。相比于传统的航位推算方法,通过改进步态判断方式,并提出了... 详细信息

针对当前室内无线定位信号强度易受干扰、设备部署维护成本高等缺点,以及手机在室内航位推算过程中定位误差随时间累积的问题,本文提出了基于粒子滤波磁场匹配的室内定位方法。相比于传统的航位推算方法,通过改进步态判断方式,并提出了动态步长估计算法和卡尔曼滤波航向估计算法,有效减少步态误判和定位误差。同时通过结合航位推算位置选择粒子滤波算法中的重采样区域,加快粒子收敛速度。最后,通过仿真分析和实际室内环境测试结果表明,本文提出的定位方法能够有效地减小定位误差,并实现2米的定位精度。

关键词：地磁匹配航位推算室内定位卡尔曼滤波粒子滤波

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蓝莓种质资源表型多样性研究

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北京林业大学学报 2020年第2期42卷 124-134页

作者：李伟王攀其其格张启昌黄兵军肖泽军北华大学林学院吉林吉林132013 吉林省敦化林业局吉林敦化133714

【目的】以山东和吉林两地的蓝莓品种为研究对象,探究蓝莓种质资源表型性状遗传多样性,为种质资源保存和基因改良提供理论依据。【方法】对47个蓝莓品种表型性状进行测量,结合主成分分析、相关分析及聚类分析等方法,探讨蓝莓品种间的表... 详细信息

【目的】以山东和吉林两地的蓝莓品种为研究对象,探究蓝莓种质资源表型性状遗传多样性,为种质资源保存和基因改良提供理论依据。【方法】对47个蓝莓品种表型性状进行测量,结合主成分分析、相关分析及聚类分析等方法,探讨蓝莓品种间的表型多样性。【结果】主成分分析表明,前4个主成分特征根值大于0.5的包含25个性状,累计贡献率达53.48%,占调查指标的67.57%。表型数量性状间呈极显著相关的有62对,显著相关的有40对。蓝莓品种种质资源表型性状变异丰富,质量性状与数量性状的香浓维纳多样性指数分布在0.32~1.36(平均0.87)和0.22~2.06(平均1.8)。其中质量性状15个,包含52个变异类型,数量性状22个,变异系数在11.39%~46.98%之间。说明蓝莓表型数量性状相对于质量性状表现出更广泛的变异。对调查性状降维后,保留25个主要性状做Q型聚类分析,当欧式距离为17时,将47个蓝莓品种分为5个组群,各组群与栽培生境和栽培类群有一定相关性。【结论】本研究明确了吉林、山东两地的40个蓝莓品种表型多样性与亲缘关系,今后在培育蓝莓新品种选择亲本时,应着重考虑树冠型、灌丛高度、树冠长径、果粉厚度、果实萼片着生姿势、果实硬度、果实萼片长宽比、果实萼片类型、长势等指标。研究结果可为优良种质资源评价与筛选提供参考。

关键词：蓝莓表型性状遗传多样性

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壁式黏弹性阻尼器的Bilinear-Viscous力学模型及其减震效能分析

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建筑结构 2019年第17期49卷 108-113页

作者：刘继新保其长潘鹏王涛赵刚清华大学土木工程安全与耐久教育部重点试验室北京100084 清华大学城市轨道交通绿色与安全建造技术国家工程实验室北京100084 清华大学基建规划处北京100084 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 华润燃气控股有限公司深圳518063

黏弹性阻尼器的传统Kelvin力学模型仅考虑其频率相关性,但拟静力试验发现在大应变幅值下,黏弹性阻尼器的滞回特性存在显著的位移相关性。提出Bilinear-Viscous(BV)模型可同时表征壁式黏弹性阻尼器的频率相关性和位移相关性。通过与试验... 详细信息

黏弹性阻尼器的传统Kelvin力学模型仅考虑其频率相关性,但拟静力试验发现在大应变幅值下,黏弹性阻尼器的滞回特性存在显著的位移相关性。提出Bilinear-Viscous(BV)模型可同时表征壁式黏弹性阻尼器的频率相关性和位移相关性。通过与试验结果对比,该模型具有良好的精度和普适性。以某10层混凝土框架结构为分析对象,采用非线性时程分析方法,从屈服模式、变形和耗能多个方面对比了BV模型和传统Kelvin模型对于减震框架地震响应的影响。分析结果表明,采用BV模型的减震框架地震响应强于采用传统Kelvin模型的减震框架,说明BV模型可偏保守地估计结构地震响应。

关键词：黏弹性阻尼器 BV模型位移相关性非线性时程分析耗能比

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