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锰离子氧化沉淀法实现锂离子电池LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)材料的回收和利用

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无机化学学报 2023年第9期39卷 1661-1672页

作者：王兆程王义钢盛传超何平周豪慎南京大学储能材料与技术中心现代工程与应用科学学院江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210023

以浓盐酸为浸出剂,以NaOH和NH_(4)HCO_(3)为沉淀剂,利用Mn^(2+)在碱性条件下的氧化反应改变离子的沉淀次序进而分步回收的方案,探究了浓盐酸酸浸处理三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)的最佳条件。在分步沉淀过程中,Mn^(2+... 详细信息

以浓盐酸为浸出剂,以NaOH和NH_(4)HCO_(3)为沉淀剂,利用Mn^(2+)在碱性条件下的氧化反应改变离子的沉淀次序进而分步回收的方案,探究了浓盐酸酸浸处理三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)的最佳条件。在分步沉淀过程中,Mn^(2+)被氧化为不溶于非还原性酸的MnO(OH)_(2),并在酸性条件下回收。Ni、Co则在碱性条件下利用NaOH回收,而Li则利用NH_(4)HCO_(3)回收。该方法中Mn的回收率达到85.1%,产品纯度达到98.6%;Li的回收率达到95.0%,产品纯度达到99.3%。由回收材料重新合成的三元正极组装的软包电池的首圈放电比容量达到了175 mAh·g^(-1),可以以超过99.5%的库仑效率稳定循环50圈。

关键词：废旧锂离子电池 LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)三元材料湿法回收锰氧化反应

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液冷散热技术在电化学储能系统中的研究进展

储能科学与技术 2024年

作者：吴超王罗亚袁子杰马昌龙叶季蕾吴宇平刘丽丽南京工业大学能源科学与工程学院

随着锂离子电池技术的进步和成本的降低，大规模锂离子电池储能电站从示范逐渐走向商业化应用。电池热管理系统的优化设计是提升储能系统集成综合性能的关键技术，通过温度的控制不仅可以有效延长储能电池寿命、放电容量等性能，还是确... 详细信息

随着锂离子电池技术的进步和成本的降低，大规模锂离子电池储能电站从示范逐渐走向商业化应用。电池热管理系统的优化设计是提升储能系统集成综合性能的关键技术，通过温度的控制不仅可以有效延长储能电池寿命、放电容量等性能，还是确保电站安全运行的重要因素。电池作为大型电化学储能电站的载体，热安全性问题刻不容缓。本文对比了风冷、液冷、相变材料冷却和热管冷却四种散热技术的温降、温度均一性、系统复杂度、技术成熟度等，液冷散热系统在大容量锂离子电池储能系统中更具优势。液冷散热系统设计包括冷却剂通道、冷板形状、冷却液等关键设计参数，并可通过与其他散热方式进行复合优化设计，进一步提升系统的电热性能；通过控制目标、控制算法的优化，可实现电池模块温度的智能化、精准化控制，并提高热管理系统效率。液冷散热技术仍需从系统关键参数设计、控制策略优化、应用需求进行多角度优化，从而既能实现温度控制的效果，又能满足经济高效的应用目标。

关键词：液冷热管理参数优化散热性能策略优化

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废旧锂离子电池正极材料回收研究进展

中国材料进展 2024年第5期43卷 380-391,407页

作者：张宝梁祯张雁南孟奇董鹏张英杰昆明理工大学冶金与能源工程学院锂离子电池及材料制备技术国家地方联合工程研究中心云南昆明650093 昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

随着锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在电动汽车、3C电子产品和储能领域的大规模应用和产销量的日益剧增,其退役后带来的金属浪费和环境污染问题也日益突出。有必要大力开发绿色环保、高效低成本的废旧锂离子电池正极材料回收工... 详细信息

随着锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在电动汽车、3C电子产品和储能领域的大规模应用和产销量的日益剧增,其退役后带来的金属浪费和环境污染问题也日益突出。有必要大力开发绿色环保、高效低成本的废旧锂离子电池正极材料回收工艺,实现金属资源的周期性利用。回顾了废旧锂离子电池正极材料回收工艺的最新进展。概述了现有的回收工艺,详细介绍了预处理、火法冶金、湿法冶金、生物浸出和直接回收等回收工艺的研究现状。并通过对比分析现有技术存在的问题,综合讨论了各工艺的回收效率、安全性和经济价值。最后,展望了废旧锂离子电池正极材料回收再利用的前景和发展趋势,旨在为直接化、高值化、规模化的废旧锂电池回收再利用研究提供借鉴与参考。

关键词：废旧锂离子电池正极材料预处理工艺回收工艺直接回收

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锆锡钛酸镧铅反铁电体陶瓷的低温烧结和储能特性

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1403-1412页

作者：余宇梁王世斌李伟湫何厚铸赵小波姚英邦陶涛梁波鲁圣国广东工业大学材料与能源学院广东省智能材料和能量转化器件工程技术研究中心广州510006 东莞华南设计创新院广东东莞523830

随着风电、光电等绿色能源的利用和对大功率电力电子装备需求的增加,大功率储能器件受到了广泛的关注,而具有高储能密度和高储能效率的(Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O_(3)(PLZST)反铁电体陶瓷用于超级介电储能电容器具有明显的优势。但是,受到陶瓷... 详细信息

随着风电、光电等绿色能源的利用和对大功率电力电子装备需求的增加,大功率储能器件受到了广泛的关注,而具有高储能密度和高储能效率的(Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O_(3)(PLZST)反铁电体陶瓷用于超级介电储能电容器具有明显的优势。但是,受到陶瓷本身高烧结温度(1200~1300℃)的限制,难以适应贱金属内电极多层陶瓷电容器的应用。为了适应贱金属铜(Cu)内电极的烧结,将玻璃粉MgO–Al_(2)O_(3)–ZnO–B_(2)O_(3)–SiO_(2)(MAZBS)添加到(Pb_(0.97)La_(0.02))(Zr_(0.55)Sn_(0.41)Ti_(0.04))O_(3)(PLZST)反铁电体陶瓷中,使烧结温度低于铜内电极的熔点。研究结果表明:当添加了玻璃粉MAZBS的质量分数为0.75%时,PLZST陶瓷在较低的温度(930℃)下可以实现致密烧结,且陶瓷在室温和外加电场300 kV/cm下具有较高的放电储能密度(6.08 J/cm^(3)),和储能效率(77%)。

关键词：锆锡钛酸镧铅反铁电陶瓷低温烧结储能密度储能效率

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锂离子电池热失控传播特性及其抑制策略研究进展

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储能科学与技术 2024年第7期13卷 2470-2482页

作者：陈国贺吕培召李孟涵饶中浩河北工业大学能源与环境工程学院先进储能技术与装备河北省工程研究中心天津300401 河北工业大学能源与环境工程学院河北省热科学与能源清洁利用技术重点实验室天津300401

锂离子电池以其能量密度高、生命周期长和自放电率低等优点,被广泛应用于电动汽车、储能电站等诸多领域。近年来,锂离子电池安全事故频发,尤其是高比能锂离子电池的安全性,是制约其发展的瓶颈问题。锂离子电池热失控机理、热失控传播特... 详细信息

锂离子电池以其能量密度高、生命周期长和自放电率低等优点,被广泛应用于电动汽车、储能电站等诸多领域。近年来,锂离子电池安全事故频发,尤其是高比能锂离子电池的安全性,是制约其发展的瓶颈问题。锂离子电池热失控机理、热失控传播特性、抑制热失控传播策略等是提高电池安全性的重要研究领域。因此,本文介绍了锂离子电池热失控的链式放热副反应导致电池内部产热、升温、产气及排气过程,分析了锂离子电池热失控过程热量在电池模组中的传播路径,总结了热失控触发方式、电池连接方式、电池排列方式、环境条件、电池正极材料、电池充电倍率、电池间距和电池荷电状态等因素对电池热失控传播特性的影响,重点分析了空气冷却、液冷板冷却、浸没式冷却、相变材料、高导热材料、隔热材料和多种热管理技术组合等策略抑制锂离子电池的热失控传播的效果。在此基础上,本文对锂离子电池热失控传播机理、仿真和抑制策略提供了方向和思路,对提升锂离子电池的安全性,促进电化学储能技术的发展与应用具有重要意义。

关键词：热失控热失控传播电池热管理锂离子电池

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气凝胶薄膜材料的制备与应用研究进展

现代化工 2024年第2期44卷 37-41页

作者：孙静刘一鸣仲亚沈伟民崔升沈晓冬南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京211800 江苏先进无机功能复合材料协同创新中心江苏南京211800 南京工业大学宿迁市新材料产业技术创新中心江苏宿迁223800 上海航天动力技术研究所上海201109

概述了用溶胶-凝胶法制备气凝胶薄膜的过程,重点介绍了各种薄膜成型工艺,如旋涂法、浸渍提拉法、喷涂法、浇铸法等。根据国内外相关研究报道,综述了近年来各类气凝胶薄膜在制备及应用方面所取得的突破性进展;同时指出,气凝胶薄膜材料的... 详细信息

概述了用溶胶-凝胶法制备气凝胶薄膜的过程,重点介绍了各种薄膜成型工艺,如旋涂法、浸渍提拉法、喷涂法、浇铸法等。根据国内外相关研究报道,综述了近年来各类气凝胶薄膜在制备及应用方面所取得的突破性进展;同时指出,气凝胶薄膜材料的功能化基础研究体系还不够完善,在规模化实际应用方面亟待寻找成本低廉、便于生产的制备工艺。

关键词：气凝胶薄膜溶胶-凝胶制膜工艺电极材料隔热

碳布负载高致密Sn/SnBi合金的电催化CO_(2)还原性能

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无机化学学报 2022年第12期38卷 2433-2442页

作者：董鹤楠戈阳阳魏新颖刘德培颜元东闫世成国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110006 南京大学现代工程与应用科学学院环境材料与可再生能源研究中心南京210093

通过分步电沉积法制备碳布(CC)负载高致密Sn/SnBi合金催化剂:首先在CC上电沉积致密Sn颗粒,而后利用酸性电解液部分溶解Sn为Sn^(2+)离子,实现在Sn颗粒表面共沉积SnBi合金枝晶,随后经过原位化学氧化及电化学还原步骤将SnBi合金枝晶转变为S... 详细信息

通过分步电沉积法制备碳布(CC)负载高致密Sn/SnBi合金催化剂:首先在CC上电沉积致密Sn颗粒,而后利用酸性电解液部分溶解Sn为Sn^(2+)离子,实现在Sn颗粒表面共沉积SnBi合金枝晶,随后经过原位化学氧化及电化学还原步骤将SnBi合金枝晶转变为SnBi合金纳米颗粒(SnBi NPs)。得益于Sn提供形核位点,SnBi枝晶在碳织物表面垂直致密生长,并通过后续氧化还原转化实现了直径约20 nm的SnBi合金颗粒在CC上致密均匀生长。CC/Sn/SnBi NPs三维电极在-1.08 V(vs RHE)下显示出较高的电催化还原CO_(2)活性,电流密度高达36 mA·cm^(-2)且甲酸盐产物选择性为94.9%。同时,在连续12 h恒电压测试中性能未发生衰减,表明电极具有良好的稳定性。

关键词：电催化还原CO_(2) SnBi合金三维电极双金属轨道杂化效应

ICNP与SeqCode:组学时代原核生物命名面临的机遇与挑战

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微生物学报 2024年第7期64卷 2151-2171页

作者：张道锋焦建宇李文均河海大学海洋学院江苏省海洋生物资源可持续利用工程研究中心江苏南京210024 中山大学生命科学学院水产动物疫病防控与健康养殖全国重点实验室广东广州510275 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011

自1936年细菌学家Buchanan负责起草专门的细菌命名法规以来,国际原核生物命名法规(International Code of Nomenclature of Prokaryotes,ICNP)在不断发展和完善过程中,积极促进了原核生物分类学及相关学科的发展。随着组学技术在原核生... 详细信息

自1936年细菌学家Buchanan负责起草专门的细菌命名法规以来,国际原核生物命名法规(International Code of Nomenclature of Prokaryotes,ICNP)在不断发展和完善过程中,积极促进了原核生物分类学及相关学科的发展。随着组学技术在原核生物多样性研究中的应用,越来越多未培养的细菌和古菌新类群被发现,却因为ICNP要求活的生物材料作为命名模式(nomenclatural type),而无法获得生效名称(validly published name)。2022年,原核生物命名法规从序列数据描述原核生物命名法(Code of Nomenclature of Prokaryotes Described from Sequence Data,SeqCode)正式发布,以补充ICNP在未培养微生物类群命名方面的不足。SeqCode不希望和ICNP产生较大分歧,并尽可能保留在将来和ICNP合并的可能性。然而,作为两种独立运行的命名法规,尚不明确SeqCode和ICNP并存会对学术界产生怎样的影响。本文系统介绍了ICNP和SeqCode各自的发展历程和主要内容,分析了二者的优势和局限性,并呼吁微生物学相关领域的学者共同关注原核生物命名法规并应用于实践,以期构建更加合理、有效的原核生物名称系统。

关键词：从序列数据描述原核生物命名法(SeqCode) 国际原核生物命名法规(ICNP) 命名模式未培养原核生物分类学

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城市景观湖泊不同时间尺度CH通量特征及影响因素分析——以南京市莫愁湖为例

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湖泊科学 2024年

作者：次珍谢舒恬张一泉柯凡尹一帆谢璇林晗琪陈新芳冯慕华湖南农业大学水利与土木工程学院中国科学院大学河海大学水文水资源学院南京信息工程大学应用气象学院中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室

城市景观湖泊对温室气体的收支发挥着重要作用。本文以南京市莫愁湖为研究对象，采用静态箱—温室气体分析仪法实时监测湖泊水—气界面CH4通量，分析湖泊主要温室气体CH4在日尺度和季节尺度上因冒泡和扩散排放方式不同对其通量的影响，... 详细信息

城市景观湖泊对温室气体的收支发挥着重要作用。本文以南京市莫愁湖为研究对象，采用静态箱—温室气体分析仪法实时监测湖泊水—气界面CH4通量，分析湖泊主要温室气体CH4在日尺度和季节尺度上因冒泡和扩散排放方式不同对其通量的影响，探究影响湖泊CH4通量的因素。结果表明：(1)在日尺度上，四季24 h内CH4均呈排放状态，受白天冒泡影响，四季CH4总通量均存在白天高于夜间的日变化特征。(2)在季节尺度上，莫愁湖CH4排放通量呈现显著的时空异质性，受冒泡通量的影响夏季CH4通量明显高于春、秋、冬三季；B区的CH4总通量(6.04 nmol/(m2?s))显著高于A区(3.82 nmol/(m2?s))，水体的营养化程度和离岸距离是空间变化的主要影响因素。A、B两区CH4排放夏季以冒泡排放为主，春、秋、冬以扩散排放为主。(3)在日尺度上，CH4通量受气温、水温、辐射和风速等气象要素影响，与水质参数间的关系不显著；在季节尺度上，CH4通量与温度(气温、水温)、水体营养盐水平、叶绿素a浓度及富营养化程度的时间变化相一致，也随着水体透明度、pH和氧化还原电位的减小而呈增加的趋势。本研究为准确估算城市湖泊CH4排放量提供重要的数据基础。

关键词：城市景观湖泊莫愁湖甲烷日尺度季节尺度