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关键词： 锂离子电池   电化学阻抗谱   失效预警   过充滥用   过放滥用   聚类算法  

摘要： 为提升储能系统的供能安全性和可靠性,防控由于电滥用引起的电池失效,对锂离子电池过充滥用和过放滥用下的阻抗变化规律进行了研究,该文提出基于电化学阻抗谱(EIS)的电池电滥用失效预警方法。实验结果表明,10Hz处的阻抗实部可作为电滥用预警的特征阻抗,其在电池过充失效和过放失效之前均会呈现极小值的典型特征。以特征阻抗的曲率为输入,基于聚类算法实现了电池电滥用失效的在线预警技术。通过在不同充放电倍率下进行电池失效测试实验,验证了方法的有效性和适应性。所提算法在过充失效中至少提前313s发出预警,在过放失效中至少提前114s发出预警。该算法可为电池管理系统的充放电策略提供参考,有效防止电滥用导致的电池失效,提升电池系统的运行稳定性和使用寿命。

关键词： 超级电容器   金属有机框架   聚吡咯   石墨烯   三维骨架  

摘要： 具有丰富多孔结构金属有机框架(MOF)在超级电容器领域拥有巨大潜力,但其固有的低导电性严重制约了其在电极材料方面的应用。通过将MOF晶粒嵌入至石墨烯(GE)的三维立体网络内部,并通过共轭聚合物聚吡咯(PPy)的长链结构,共同构筑起集3D分级多孔特性和高度稳定、高效导电性于一体的MOF/PPy/GE三元复合骨架。研究结果证实小比例掺杂PPy的钴(Co)基MOF能在三维网格中更加均匀地分散镶嵌,协同石墨烯纳米片层与导电性优异的PPy链段形成稳定的多级孔隙三维网络结构,有效缓解了石墨烯层间的堆砌效应。电化学性能测试数据显示,制备的复合电极材料显示了出色的电化学储能能力,比电容高达403.56 F/g,并在经过10 000圈循环测试后仍能保持高达98.25%的电容稳定性,体现了优良的超电容性能。

关键词： 腐蚀行为   铝合金   焊接接头   钝化膜  

摘要： 本文开展了5383铝合金及其焊接接头分别施加不同载荷(50%R_(el)、80%R_(el)、100%R_(el),R_(el)为其屈服强度)在天然海水环境中的电化学腐蚀行为研究,采用四点弯曲加载装置进行恒载荷应力腐蚀实验,同时进行电化学测试。结果表明,5383铝合金母材有明显的钝化现象,而焊接接头几乎不存在钝化区间。载荷低于屈服强度时,焊接接头的电荷转移电阻(R_(ct))比未加载荷降低一个数量级,载荷等于屈服强度时,R_(ct)降低两个数量级。这是因为当载荷增加至屈服强度时,不仅内部的微观结构和应力状态会发生变化,表面钝化膜也难于形成,失去钝化膜对焊接接头的保护作用,腐蚀逐渐向基体内部发展,导致5383铝合金焊接接头的腐蚀速率增加。

关键词： N-(4-羧基)苯甲酰基-D-丙氨酸   手性配合物   晶体结构   电化学性质  

摘要： 以N-(4-羧基)苯甲酰基-D-丙氨酸(D-H2pmala)为主配体,合成了2种Cu(Ⅱ)手性配合物[Cu2(Dpmala)2(5,5'-DM-2,2'-bipy)_(2)(H_(2)O)]_(n)(1)(DM=二甲基,bipy=联吡啶)和{[Cu_(2)(D-pmala)_(2)(bpp)_(4)]·H_(2)O}_(n)(2)(bpp=1,3-双(4-吡啶基)丙烷),并对其进行了元素分析(EA)、红外光谱(IR)、粉末X射线衍射(PXRD)、热重分析(TG)、圆二色光谱(CD)及单晶X射线衍射(SXRD)表征.结果表明:配合物1为单斜晶系,P21_(手)性空间群,呈一维右手螺旋链结构;配合物2为三斜晶系,P1手性空间群,呈一维双链结构;2者均在氢键作用下拓展为三维超分子结构,不同的含氮辅助配体对配合物的结构有重要影响;2种配合物均表现出良好的电化学氧化还原行为.

关键词： Fe/Ce-MOFs   催化治疗   协同治疗   芬顿反应  

摘要： 针对肿瘤微环境中过量的H_(2)O_(2),基于芬顿反应的催化治疗成为肿瘤治疗研究的热点。为了解决肿瘤微环境对芬顿反应的限制,如催化效率不理想、高浓度谷胱甘肽耗尽羟基自由基等问题,设计了以Fe^(3+)和Ce^(3+)为金属离子、富马酸为配体的双金属有机框架Fe/Ce-MOFs。实验表明,Fe/Ce-MOFs在弱酸性条件下有效地降解,提供有效的金属离子,通过Ce^(3+)掺杂,提高了电子转移速率,从而促进了羟基自由基(·OH)的产生。此外,还证明了Ce^(4+)还原为Ce^(3+)消耗了GSH,从而保护了·OH免受GSH的清除。此外,细胞活性实验突出了Fe/Ce-MOFs在不损害正常细胞的情况下的治疗效果。在200μg/mL的浓度下,293T细胞的存活率仍在80%以上,而4T1细胞的存活率为47%。因此,Fe/Ce-MOFs作为高效肿瘤治疗的纳米催化剂具有潜在的应用价值。

关键词： 水热法   掺杂   石墨烯   电极材料   赝电容   超级电容器  

摘要： 通过水热法制备钼酸锌镍-石墨烯复合材料(ZNMO-rGO),采用SEM、XRD和FTIR进行表征,探讨了乙醇含量对其结构和微观形貌的影响,利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗测试研究了其电化学性能。结果表明,ZNMO-rGO复合物以ZnMoO_(4)、NiMoO_(4)和rGO为主晶相,呈棒状结构相互堆积。在2 mol/L KOH电解液中,电流密度为1 A/g时,ZNMO-rGO复合物样品的比电容为472.4 F/g;电流密度为5 A/g时,首圈比电容为100.8 F/g,500次循环后比电容为91.75 F/g,循环稳定性可达91.02%。赝电容行为发生的同时,加入石墨烯使比容量提升,表明ZNMO-rGO是一种有效的电极材料。

关键词： 钠离子电池   正极材料   NaFePO_(4)   电化学  

摘要： 由于钠资源丰富且成本低廉,钠离子电池(SIBs)有望成为解决可再生能源存储与分配难题的储能器件,开发高性能正极材料是SIBs实现产业化应用的关键。磷酸铁钠(NaFePO_(4))具有成本低廉和安全性好等优点,受到人们的广泛关注。然而,Na+半径相对较大,导致其扩散动力学较慢,致使NaFePO_(4)倍率性能较差,限制了其进一步应用。本文通过调控LiFePO4脱锂电压进行电化学嵌钠,成功合成出NaFePO_(4)材料。结果表明,当脱锂电压为4.4 V,通过电化学嵌钠合成出的NaFePO_(4)材料在25℃、0.5 C(1 C=154 mAh g^(-1))下循环50次后仍然具有78.23 mAh g^(-1)的放电比容量,容量保持率高达96.97%。同时,其在2 C的倍率下仍然具有62.98 mAh g^(-1)的放电比容量。脱锂电压为4.4 V时有效提高了NaFePO_(4)材料的晶格间距,利于Na+的脱嵌,从而在一定程度上提高了NaFePO_(4)材料的倍率性能。钠离子电池正极材料的研究对于缓解锂资源稀缺问题以及提高电池性能都具有重要的意义。

关键词： 过渡金属硫化物   非贵金属催化剂   析氧反应   快速制备  

摘要： 针对一元铁基氧化物本征OER活性差及铁基硫化物制备方法效率不高的问题,通过微波加热硫化法制备了具有不同金属活性中心的过渡金属硫-氧复合化合物(记为MOS_(Ⅰ)-MW,M=Fe、Co、Ni)和不同硫化程度的FeOS_(Ⅰ)-MW、FeOS_(Ⅱ)-MW和FeO-MW共5例样品。电化学性能测试结果表明,FeOS_(Ⅰ)-MW表现出该系列样品中最佳的OER性能,在50 mA/cm^(2)的电流密度下过电势仅为294 mV,Tafel斜率为41.7 mV/dec,R_(ct)为1.146Ω,且在50 mA/cm^(2)的电流密度下能稳定工作长达12 h。经过XRD、XPS、SEM、TEM等表征分析得出,随着硫化程度增强,材料结晶度更趋于非晶态、纳米结构更丰富、Fe-S间电子调制作用更强烈,从而导致FeOS_(Ⅰ)-MW电极的OER性能增强。

关键词： 固体氧化物燃料电池   铁基阴极   电导率  

摘要： 通过Sr、Ni共掺杂PrBaFe_(2)O_(5+δ)(PBF)制备了中温固体氧化物燃料电池PrBa_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(1.6)Ni_(0.4)O_(5+δ)(PBSFN)阴极,并对其性能进行测试。X射线衍射(XRD)图表明,高温煅烧的PBSFN阴极形成了立方钙钛矿结构。在950℃下,混合共烧的PBSFN阴极与La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.83)Mg_(0.17)O_(3-δ)(LSGM)电解质表现出良好的化学兼容性。350℃时,在空气气氛下,PBSFN电极材料的电导率最大,其值为681 S·cm^(-1)。800℃时,在空气气氛下,PBSFN阴极在LSGM电解质上的极化阻抗为0.033Ω·cm^(2)。Sr、Ni掺杂PBSFN阴极的高频阻抗(R_(1))仅为低频阻抗(R_(2))的6.4%,表明Sr、Ni掺杂PBSFN提高了阴极的电荷转移效率。此外,该阻抗特性与密度泛函理论计算的PBSFN氧空位形成能结论一致。800℃时,以H_(2)为燃料测试的单电池的最大功率密度为647 mW·cm^(-2)。特别地,采用PBSFN为阴极的单电池在100h内保持了良好的功率稳定性。