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Safe and Stable Lithium Metal Batteries Enabled by an Amide-Based Electrolyte

Nano-Micro Letters 2022年第3期14卷 120-133页

作者： Wanbao Wu Yiyang Bo Deping Li Yihong Liang Jichuan Zhang Miaomiao Cao ruitian guo Zhenye Zhu Lijie Ci Mingyu Li Jiaheng Zhang Sauvage Laboratory for Smart Materials Harbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055People’s Republic of China Research Centre of Printed Flexible Electronics School of Materials Science and EngineeringHarbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055People’s Republic of China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055People’s Republic of China Department of Chemistry University of IdahoMoscowID 83844‑2343USA

The formation of lithium dendrites and the safety hazards arising from flammable liquid electrolytes have seriously hindered the development of high-energy-density lithium metal batteries.Herein,an emerging amide-based electrolyte is proposed,containing LiTFSI and butyrolactam in different molar ratios.1,1,2,2-Tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropylether and fluoroethylene carbonate are introduced into the amide-based electrolyte as counter solvent and additives.The well-designed amide-based electrolyte possesses nonflammability,high ionic conductivity,high thermal stability and electrochemical stability(>4.7 V).Besides,an inorganic/organic-rich solid electrolyte interphase with an abundance of LiF,Li3N and Li-N-C is in situ formed,leading to spherical lithium deposition.The formation mechanism and solvation chemistry of amide-based electrolyte are further inves-tigated by molecular dynamics simulations and density functional theory.When applied in Li metal batteries with LiFePO4 and LiMn2O4 cathode,the amide-based electrolyte can enable stable cycling performance at room temperature and 60℃.This study provides a new insight into the development of amide-based electrolytes for lithium metal batteries.

关键词： Amide-based electrolyte Nonflammable Inorganic/organic-rich solid electrolyte interphase Dendrite-free Lithium metal batteries

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Pyromellitic Dianhydride:A New Organic Anode of High Electrochemical Performances for Lithium Ion Batteries

Pyromellitic Dianhydride:A New Organic Anode of High Electro...

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第33届全国化学与物理电源学术年会

作者： ruitian guo Yan Wang Shuai Heng guobin Zhu Honghe Zheng College of Energy & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology Soochow University

Organic energy storage materials attract extensive attention as a potential alternative for the next generation of lithium ion batteries.However,most of the reported organic electrodes can not achieve a good balance a...

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羰基化合物作为锂离子电池有机电极材料研究进展

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科学通报 2019年第32期64卷 3276-3284页

作者：王艳郭瑞天朱国斌衡帅曹章郑洪河苏州大学能源学院

随着锂离子电池从便携式电子设备到大规模储能系统的应用,开发具有高能量密度、功率密度和长循环寿命的锂离子电池成为研究的重点之一.而锂离子电池的性能很大程度上取决于电极材料.目前,广泛使用的无机电极材料普遍存在容量提升有限、... 详细信息

随着锂离子电池从便携式电子设备到大规模储能系统的应用,开发具有高能量密度、功率密度和长循环寿命的锂离子电池成为研究的重点之一.而锂离子电池的性能很大程度上取决于电极材料.目前,广泛使用的无机电极材料普遍存在容量提升有限、能耗高和成本高等缺陷.因此,开发新型电极材料至关重要.与传统无机材料相比,有机电极材料具有结构可控、资源丰富、清洁环保和成本低廉等优势,近年来得到了广泛关注.其中共轭羰基化合物以羰基为活性基团,因其结构多样、理论容量高和反应动力学快而被广泛研究.本文从正极、负极、全电池三方面,综述了目前国内外已经开展的关于羰基化合物作为锂离子电池电极材料的研究工作,评述了这些化合物的电化学性能及其具备的优势和存在的不足,并指出了有机化合物作为锂离子电池电极材料需要解决的关键问题.

关键词：锂离子电池有机电极材料正极负极羰基化合物

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State-selective charge exchange cross sections in collisions of highly-charged sulfur ions with helium and molecular hydrogen

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Chinese Physics B 2024年第2期33卷 29-33页

作者：朱小龙崔述成邢大地徐佳伟 B.Najjari 赵冬梅郭大龙高永张瑞田苏茂根张少锋马新文 Institute of Modern Physics Chinese Academy of SciencesLanzhou 730000China School of Nuclear Science and Technology University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Key Laboratory of Atomic and Molecular Physics and Functional Materials of Gansu Province College of Physics and Electronic EngineeringNorthwest Normal UniversityLanzhou 730070China Joint Laboratory of Atomic and Molecular Physics Northwest Normal University and Institute of Modern PhysicsChinese Academy of SciencesLanzhou 730070China Advanced Energy Science and Technology Guangdong LaboratoryHuizhou 516000China

The state-selective cross section data are useful for understanding and modeling the x-ray emission in celestial observations.In the present work,using the cold target recoil ion momentum spectroscopy,for the first time we investigated the state-selective single electron capture processes for S^(q+)–He and H_(2)(q=11–15)collision systems at an impact energy of q×20 keV and obtained the relative state-selective cross sections.The results indicate that only a few principal quantum states of the projectile energy level are populated in a single electron capture process.In particular,the increase of the projectile charge state leads to the population of the states with higher principal quantum numbers.It is also shown that the experimental averaged n-shell populations are reproduced well by the over-barrier model.The database is openly available in Science Data Bank at 10.57760/sciencedb.j00113.00091.

关键词： highly charged sulfur ion charge exchange state-selective cross sections COLTRIMS

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4 Atomic Physics——4 - 1 Image of Emitted Electrons in Transfer Ionization in Proton-neon Collision at Intermediate Energy

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IMP & HIRFL Annual Report 2012年第1期 199-199,201页

作者： Feng Wentian Ma Xinwen Zhu Xiaolong Zhang Shaofeng Liu Huiping Li Bin Yan Shuncheng Xu Shenyue Zhang ruitian Zhang Pengju guo Dalong

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Image of Electron Emission in p-He Collisions at Intermediate Energies

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IMP & HIRFL Annual Report 2011年第1期 177-177页

作者： Feng Wentian Ma Xinwen Zhu Xiaolong Zhang Shaofeng Liu Huiping Li Bin Yan Shuncheng Zhang ruitian Wang Qian guo Dalong

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STRUCTURE AND FERROMAGNETIC RESONANCE OF Fe/Cu SUPERLATTICES

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 1991年第8期4卷 127-133页

作者： BI Siyun MA Xiaoding SONG ruitian MEI Liangmo ZHAO Jiangao guo Yicheng Shandong University,Jinan,China Shandong Univ Jinan China

Metallic Fe/Cu superlattice films on glass substrates were prepared by a dc-magnetion sputtering system.The modulation behaviors and the crystal structures of the films were ex- amined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy(TEM)respectively. Their magnetic properties were studied by means of ferromagnetic resonnance spectrometer and the vibrating sample magnetometer.The results show that there exists a strong magnetic coupling between the neighbouring Fe layers and it is the coupling that affectes the magnetic properties of these superlattice films.

关键词： superlattice ferromagnetic resonance interface spin-wave resonance

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双离合变速器预选档策略下齿轮敲击动力学分析

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机械工程学报 2022年第24期58卷 198-210页

作者：郭栋周仪周益罗瑞田任杰重庆理工大学车辆工程学院重庆400054 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 麦格纳动力总成(江西)有限公司南昌330013 重庆青山工业有限责任公司重庆402761

双离合自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)在预选档状态下具有换档无动力中断和换档平顺等优点,然而在预选档策略下双离合自动变速器的齿轮敲击问题更加突出。以某型湿式双离合变速器为研究对象,分别建立变速器1档无预选以及预选... 详细信息

双离合自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)在预选档状态下具有换档无动力中断和换档平顺等优点,然而在预选档策略下双离合自动变速器的齿轮敲击问题更加突出。以某型湿式双离合变速器为研究对象,分别建立变速器1档无预选以及预选2档下的齿轮敲击动力学模型。模型中各空套齿轮拖曳力矩包括齿轮搅油阻力矩、轴承阻力矩以及同步器阻力矩,此外,模型还考虑了变速器非功率流中未结合状态下离合器所产生的拖曳力矩。齿轮接触模型在考虑齿面弹性接触的基础上,计入了由润滑效应引起的齿隙间非线性油膜力。运用龙格库塔算法对模型求解,获得各齿轮副的动态响应。通过变速器敲击台架试验验证了动力学模型的可行性,计算结果与试验结果具有较好的一致性。对变速器齿轮动力学响应的研究结果表明:在一定角加速度激励下,变速器中空套齿轮存在明显的双面敲击现象;预选档位并不会对无预选状态下已发生敲击的齿轮副产生影响,但是预选档后,变速器非功率流分支发生改变,变速器内空套齿轮数量增多,整体上使变速器敲击问题更加突出。

关键词：双离合变速器预选档齿轮敲击动力学模型台架试验

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某型新能源减速器齿轮传动系统动力学特性

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汽车实用技术 2022年第17期47卷 73-80页

作者：罗瑞田郭栋申志朋周仪陈国利重庆青山工业有限责任公司重庆402760 重庆理工大学车辆工程学院重庆400054

为探究外源激励和参数激励对新能源减速器齿轮传动系统动力学特性的影响,基于齿轮动力学原理,综合考虑时变啮合刚度、静态传递误差以及齿轮侧隙等因素,建立二级减速器齿轮系统的四自由度动力学模型。运用势能法计算齿轮副的时变啮合刚度... 详细信息

为探究外源激励和参数激励对新能源减速器齿轮传动系统动力学特性的影响,基于齿轮动力学原理,综合考虑时变啮合刚度、静态传递误差以及齿轮侧隙等因素,建立二级减速器齿轮系统的四自由度动力学模型。运用势能法计算齿轮副的时变啮合刚度,采用切片法计算齿轮副的静态传递误差。运用龙格库塔法对模型求解,获得时间历程图、FFT频谱图、相图以及庞加莱图。对齿轮动力学响应的研究结果表明,随着扭矩波动的增加,相对位移FFT幅值逐渐增大,激励频率逐渐成为相对位移波动的主要贡献源;平均啮合刚度以及扭矩波动对齿轮动力学响应影响较大。随着齿轮平均啮合刚度的增加,齿轮相对位移波动减小,系统运动从混动运动变为概周期运动。

关键词：新能源减速器齿轮传动系统动力学模型动态响应

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Linear and Nonlinear Composite Control Strategy of a Three-Level Phase-Shift PWM DC-DC Converter for Electric Ship MVDC Application

Linear and Nonlinear Composite Control Strategy of a Three-L...

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第37届中国控制会议

作者： Xuexin Fan guorun Yang Fei Xiao ruitian Wang Penghui guo National Key Laboratory of Science and Technology on Vessel Integrated Power System Naval University of Engineering

A three-level（TL） phase-shift pulse width modulation（PSPWM） dc-dc converter is proposed for electric ship medium voltage direct current（MVDC） application.A dc-ac-dc topology is adopted for the converter considering galvanic isolation between input MVDC and output low voltage direct current（LVDC）.Output voltage regulation of the converter is obtained by the use of PSPWM.In order to achieve fixed frequency and zero steady-state error during steady-state conditions and fast response during transient conditions for the converter,a linear and nonlinear composite control strategy is presented in this paper.The proposed composite control strategy is based on the small-signal model of the converter.To verify the feasibility of the control strategy,detailed simulations have been made.The control strategy has also been validated through the hardware-in-loop RT-LAB system.The experimental and simulation results prove the proposed composite control strategy to be superior in dynamic response over that of a conventional linear control strategy.

关键词： three-level （TL） phase-shift pulse width modulation （PSPWM） dc-dc converter electric ship medium voltage direct current（MVDC） linear and nonlinear composite control strategy small-signal model hardware in loop

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