【摘 要】
：
在碳中和的背景下,开发高安全、低成本的水系离子电池具有重要意义。然而,水系电池通常容量低,循环稳定性差,从而限制了其大规模应用。由于Cu2+独特的氧化还原特性,即作为载流子的同时还参与额外的氧化还原反应,因而具有很高的容量。围绕水系铜离子电池材料及系统,本论文开展了以下研究工作:（1）基于Se的高电导和对Cu2+的氧化还原活性,我们研究了 Se的铜离子储存性能。在0.5 A g-1电流密度下,Se
【基金项目】
：
国家自然科学基金委面上项目； 江苏省杰出青年基金项目；
论文部分内容阅读
在碳中和的背景下,开发高安全、低成本的水系离子电池具有重要意义。然而,水系电池通常容量低,循环稳定性差,从而限制了其大规模应用。由于Cu2+独特的氧化还原特性,即作为载流子的同时还参与额外的氧化还原反应,因而具有很高的容量。围绕水系铜离子电池材料及系统,本论文开展了以下研究工作:（1）基于Se的高电导和对Cu2+的氧化还原活性,我们研究了 Se的铜离子储存性能。在0.5 A g-1电流密度下,Se电极可提供662 mAh g-1的比容量,在10 A g-1的高电流密度下仍可提供604 mAh g-1的容量。Se电极也表现出良好的循环稳定性,在10 A g-1下循环2000次仍保持82%的容量。结合原位和非原位测试我们分析了 Se的电荷储存机制,该反应为首圈Se→CuSe的不可逆转化和随后CuSe?Cu2Se的可逆转化,同时伴随着CuxSe中间相的生成。我们进一步构建了 Zn//Se混合离子电池,基于正负极活性材料质量,该电池具有337 Wh kg-1和484 W kg-1的比能量和比功率。（2）结合S的高容量和Se的高电导率高稳定性,我们进一步研究了 SexS1-x电极的水系储铜性能。其中Se0.25S0.75表现出1276 mAh g-1的比容量,在5 A g-1的电流密度下仍然具有1082 mAh g-1的比容量和超过1000圈的稳定循环。我们进一步研究了 Se0.2sS0.75的电荷储存机制。与Se电极类似,Se0.25S0.75反应包含Se0.25S0.75→Cu2S+CuS2e的首圈不可逆转化和随后Cu2Se+Cu2S?CuSe0.25S0.75的可逆相转化,并生成诸如CuSe、Cu7S4、Cu1.8Se等中间相。构建的Zn//Se0.25S0.75混合离子电池展现出465 Wh kg-1和387 W kg-1的高能量密度和功率密度。（3）利用CuS的高导电性并对CuS进行结构优化,我们研究了 CuS电极的电化学储铜性能。CuS电极最高容量可达510 mAhg-1,在7.5 Ag-1的高倍率下提供497 mAhg-1,2500次循环中保持91%的初始容量,实现稳定循环。另外我们分析了 CuS的电荷储存机制。不同于Se和SexS1-x电极,CuS通过Cu2+/Cu+的氧化还原从发生CuS到Cu7S4和Cu2S的可逆转变。组装的Zn//CuS混合离子电池,其能量和功率密度分别为 286 Wh kg-1 和 900 W kg-1。（4）开发了具有快速铜离子扩散和高电导率的CuSe电极。CuSe电极展现出344 mAh g-1的可逆容量,在20 A g-1下的倍率性能为285 mAh 和高达30000次循环的卓越稳定性。我们探索了 CuSe的电荷存储机制。与CuS类似,CuSe通过生成Cu3Se2和Cu1.8Se中间产物发生从CuSe到Cu2Se的可逆转变。此外,我们提出了一种Cu2+和H+的共嵌入机制,以促进这种转变并提高可逆容量。CuSe与Zn组装的混合离子电池,提供了 190 Wh kg-1和1366 W kg-1的比能量和比功率。本论文为基于非传统氧化还原电荷载流子电池系统的设计提供了一种新的见解,并将对储能化学和技术的创新产生深远的影响。
其他文献
第一部分:TCN1在结直肠癌组织中表达与临床病理特征及预后的相关性目的:探讨TCN1在结直肠癌组织中的表达情况与临床病理特征及预后的相关性。方法:1、建立结直肠癌临床信息数据库,回顾分析结直肠癌患者的临床病理资料。对纳入的患者统计临床及病理数据,包括年龄、性别、肿瘤指标以及原发肿瘤位置和肿瘤大小。重新对肿瘤组织分期、分级,并行TCN1免疫组化检测。采用半定量分析在肿瘤组织、非肿瘤组织以及淋巴结中的
随着激光技术的不断发展与完善,激光在工业、科学、通讯乃至国防军事等领域都占据了重要的一席之地。各领域对不同性能激光的需求促进了激光光场调控技术的发展,光场调控在物理化学、生物科学、材料科学以及交叉学科中发挥着重要的作用,极大地推动了现代科学的发展,成为21世纪国内外科学研究领域的重要课题。相干性作为光场的一个重要自由度,在光场调控中有其独特的作用,部分相干光场调控也成为光场调控领域的一大热门方向。
碱金属离子电池（Alkali metal ion batteries,AIBs）,主要包括锂离子电池（lithium-ion batteries,LIBs）、钠离子电池（sodium-ion batteries,SIBs）和钾离子电池（potassium-ion batteries,PIBs）。由于碱金属低的标准电极电势和一价碱金属离子的快速动力学,AIBs因此具有高能量密度和功率密度的优势。其中
随着社会的发展,化石能源逐渐枯竭,自然环境也不断恶化。为了社会的持续,我们必须尽快开发高效清洁的能源储存转化装置。锂离子电池（LIBs）作为目前最先进的能量存储装置,在电动汽车和移动设备行业广泛应用。但是,锂离子电池也存在循环寿命短,功率密度低,能量密度不够高等问题。虽然已有几种负极材料可以为LIB提供较高的容量,但是较慢的充放电和有限的循环寿命仍然限制着它们的实际使用。因此,我们必须开发新型的负
对光场振幅、相位、偏振、相干性、频率、脉冲宽度等参量进行单一、多维度的调控使光场展现更多奇特性能的技术称为光场调控技术。光场调控技术在光学器件制造、激光通信、国防科技等领域都具有重要应用。空间相干性（相干结构）作为光场的一个重要固有属性,描述了光场空间两点电场涨落的相关程度。大量研究表明,调控光场相干性可引发一系列独特的物理效应,在自由空间光通信、经典光“鬼”成像、远场探测等领域发挥着重要作用。根
第一部分 还原响应型支化聚β-氨基酯纳米复合物的制备与性能表征[目的]设计并合成含二硫键的还原响应型支化聚β-氨基酯（BPAE-SS）,包载siMOF形成纳米复合物BSs NCs,随后用羧化甘露聚糖（Man-COOH）进行表面修饰,再对纳米复合物MBSs NCs的性能进行表征。[方法]通过化学方法合成黄色粘稠油状物BPAE-SS,利用凝胶渗透色谱法（GPC）测定聚合物的分子量（MWs）和还原敏感性
第一部分KAT5抑制剂NU9056在未分化甲状腺癌进展和放化疗中的作用研究实验目的:未分化甲状腺癌（anaplastic thyroid cancer,ATC）起源于滤泡细胞,临床少见,属于高度恶性,生长较快,常广泛侵犯甲状腺周围组织,且发生颈部淋巴结转移及血行转移相当多见,综合治疗是其主要的治疗方式。但因各种治疗疗效极差,鲜有可以延长生命的治疗手段,ATC的治疗仍然是个难点。因此对于ATC患者来
新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）指围产期许多因素导致脑部分/完全缺氧、脑血流减低/停止而致缺氧缺血性脑部受损,为新生儿急性死亡概率增加及慢性神经受损发病人数增加的重要因素。HIE发病机制十分复杂,而且目前仍缺乏有效的治疗方法,因此进一步明确HIE的发病机制有着十分重要的临床意义。TRPM2通道蛋白在中枢神经系统的许多细胞内广泛表达,并参与了多种中枢神经系统疾病的生理病理过程,其中包括缺氧缺血性脑损伤
第一部分:嵌合抗原受体修饰T细胞治疗儿童及青少年复发/难治急性淋巴细胞白血病临床研究背景:急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia,ALL）约占儿童时期急性白血病的65%～70%,儿童ALL经分层治疗,完全缓解率可达95%以上,5年以上无事件生存率可达80%～90%,但10%～20%为复发难治性B-急性淋巴细胞白血病（relapsed/refractory B
当今社会,随着工业化和城市化的不断推进,空气质量遭到了严重破坏,时刻威胁着人类健康,各种呼吸道疾病的发病率及死亡率呈逐年增长趋势。此外,空气中的飞沫、气溶胶和颗粒物能够携带细菌、病毒、孢子和其它病原体,从而导致疾病的传播。尤其是新冠疫情爆发以来,由于新冠病毒极强的传染性,目前已在全球蔓延。因此,开发具有高效过滤防护性能的医用防护材料对阻断疫情传播、保护公共健康安全尤为必要。然而,传统的医用防护材料