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综述:大容量磷酸铁锂锂离子电池的新热安全特性
摘要 磷酸铁锂通常被认为是商用锂离子电池中最热稳定的正极材料之一,而随着大规模固定储能电站中大容量锂离子电池的应用,其热安全性能也得到了进一步提升。本文从热失控的一般特性以及极端危险气体(氢气)的产生角度,探讨了磷酸铁锂电池与锂镍锰钴氧化物电池之间的不同安全风险,特别是大容量锂离子电池的新颖热安全特性。首先,基于热失控的一般特征(如特征温度、热量产生、质量损失和燃烧可能性),讨论了磷酸铁锂比锂镍锰钴氧化物更安全的普遍观点。其次,分析了磷酸铁锂电池在热失控过程中产生的氢气含量高于锂镍锰钴氧化物电池的观点。更重要的是,不同的热行为与电
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-24
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通过精细级和超声生成的聚四氟乙烯颗粒实现的高效声接触电催化
本研究深入探讨了聚四氟乙烯(PTFE)在超声波作用下促进催化反应的机制,特别是在水、二氧化碳和氮气等反应体系中,PTFE如何显著提升氢气、过氧化氢、一氧化碳和硝酸的生成效率。通过一系列严格控制的实验,研究人员发现PTFE的结构、结晶度以及化学组成对其催化性能具有关键影响。这项研究不仅揭示了PTFE在降解有机污染物(如罗丹明B和对硝基苯酚)中的重要作用,还表明PTFE在超声波诱导下的生成微粒能够实现迄今为止最高的氢气产量,其表现远超传统的摩擦催化、接触电催化和压电催化系统。此外,研究还系统分析了PTFE的物理和化学特性,如疏水性、结晶度和原子组成对其催化行为的影响,从而为环境修复和能量转换领域的
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-24
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高性能亚微米级低缺陷LiNixCoyAlzO2正极单晶的快速合成
本研究介绍了一种快速固态闪热淬火(Flash Heat and Quench, FHQ)合成方法,用于制备低结构缺陷的层状NCA(LiNiₓCoᵧAl𝑧O₂)锂离子正极材料。该方法通过将共沉淀混合物与LiOH混合,并在短时间内进行加热和淬火处理,显著提升了材料的比容量和电化学性能,同时降低了热处理所需的能量。相比传统固态合成方法,该技术在热处理时间上大大缩短,仅需几分钟即可完成,从而为工业生产提供了更高效、低成本的路径。### 材料背景与挑战4 V),尤其是在LiNiO₂中表现尤为突出。然而,高镍含量也带来了诸多挑战,如结构不稳定、快速退化、锂与镍的混合(cation mixing)、热稳定
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-24
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锂金属电池中电解质含量较低时容量衰减加速的机理:是电解质“干涸”导致的吗?
在锂金属电池(LMBs)中,电池的循环寿命与电解液的量密切相关。当电解液减少时,电池的循环性能会显著下降,尤其是容量衰减的现象变得更加明显。这种容量衰减通常被归因于电化学过程中的动力学变化,表现为电池内阻的增加,特别是在放电过程中更为显著。值得注意的是,即使在电池寿命结束(EOL)后补充新鲜电解液,也仅能部分恢复容量,这表明容量衰减的根本原因可能与电解液“干涸”导致的电荷载体损失并非直接相关。相反,它可能源于锂金属阳极的结构变化,如表面层的增厚和高表面积锂(HSAL)的形成,这些现象在锂金属电池中尤为突出。通过一系列实验和表征手段,研究揭示了锂金属阳极在电解液减少情况下的行为特征,以及其对电池
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-24
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对铅卤化物钙钛矿及其类似材料中离子传导机制的深入理解
近年来,铅基卤化物钙钛矿(LHPs)因其优异的光电性能在太阳能电池、显示和照明等领域取得了显著进展。然而,铅的毒性和材料稳定性问题成为其商业化应用的主要障碍,尤其是在室内光伏(IPVs)领域。针对这些问题,研究人员开始探索基于锑(Sb)和铋(Bi)的钙钛矿启发材料(PIMs)作为LHPs的潜在替代品。这些新型材料不仅在化学稳定性上优于传统LHPs,而且其毒性也较低,因此更适合用于对安全性和稳定性要求较高的应用场景。PIMs通常以A₃B₂X₉的结构形式存在,这种结构相较于传统的ABX₃结构表现出独特的离子迁移行为。通过深入研究,科学家们发现,PIMs中的离子迁移速度较慢,这是由于卤化物缺陷的形成
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-24
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通过相变离子导体实现自液化共形纳米涂层,用于构建稳定的全固态电池
摘要 硫化物固态电解质与正极活性材料之间的界面不稳定,导致严重的副反应和性能下降。尽管已经探索了多种表面涂层策略,但传统方法通常需要复杂的处理过程和高温处理,这限制了其可扩展性,并导致涂层不均匀、呈岛屿状。本文首次引入了一种高离子导电性的相变离子导体(PCI)作为涂层材料,该材料能够形成均匀且薄的界面层。开发了一种新型的自液化涂层方法:在温和的机械混合过程中产生的内部热量会触发PCI发生相变,使其变为液态,从而自发形成致密的纳米级涂层。冷却后,液化的PCI重新固化,同时保持涂层的完整性。这种方法显著提高了界面处的离子传输效率,有效
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-24
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热失控引发的电池回收
摘要 从废旧锂离子电池(LIBs)中提取有价值元素被认为是最成熟且不可避免的回收途径。然而,工业湿法冶金(Hydro)和火法冶金(Pyro)方法需要复杂的工艺流程,这些流程能耗高、化学物质消耗量大,从而导致显著的环境影响和盈利能力下降。本文提出了一种利用电池自身的能量通过热失控来实现低能耗回收废旧LIBs的策略。通过直接引发热失控,可以使电池升温,从而促进正极材料的热还原反应,改变元素提取的热力学性质和反应动力学。以LiMn0.64Ni0.29Co0.07O2电池为例,与火法和湿法冶金相比,这种热失控回收方法在能耗和化学物质消耗方
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-24
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纳米金刚石对凯夫拉织物的改性:提升表面活性并去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)
在现代纺织工业中,高性能纤维如Kevlar因其卓越的机械强度和热稳定性被广泛应用于防护领域。Kevlar纤维主要由聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)构成,其结构中的苯环和酰胺键赋予了它优异的化学耐受性、高拉伸强度以及固有的阻燃性。这些特性使得Kevlar在消防、军事、航空航天、汽车制造和建筑等行业中占据重要地位。然而,尽管Kevlar在物理性能上表现出色,其表面的低反应性却限制了进一步的功能性改性,尤其是在提高防水性能方面。防水能力对于防护织物而言至关重要,尤其是在高温环境下,如消防作业中,水的吸收可能导致蒸汽形成,从而增加人员受伤的风险。因此,如何在不损害Kevlar原有性能的前提下,提升其表
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-09-24
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通过高度灵活的聚酯大分子引发剂策略合成的超强韧性PLLA共聚物
摘要 聚(L-乳酸)(PLLA)是一种最成功的生物衍生合成聚合物之一,因其可生物降解性和来源于可再生资源而受到了广泛关注。然而,其实际应用受到其固有脆性的限制。在这项研究中,通过逐步聚缩合反应,使用生物基二醇和二元酸合成了一种新型的高柔韧性聚酯大分子(FPM)。随后,利用这种大分子引发剂(FPM)通过L-乳酸的开环聚合(ROP)制备了PLLAFPM共聚物,并进一步用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)进行链延长。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和质子核磁共振(1H NMR)对化学结构进行了分析。差示扫描量热法和拉伸测试表明,增加FPM的
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-09-24
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利用伊塔科尼酸(Itaconic Acid)增强微晶纤维素形状记忆光聚合物的性能,实现可持续的4D打印
本研究旨在开发一种可持续的3D打印材料,该材料不仅具有与传统材料相媲美的机械性能,还具备先进的特性,如形状记忆效应。为了实现这一目标,研究团队探索了将一种经济实惠且来源广泛的微晶纤维素(MCC)作为增强粒子,并通过异戊烯酸表面接枝的方法,将其引入异戊烯酸化蓖麻油单体和异戊烯醇(甲基)丙烯酸酯(IBO(M)A)反应稀释剂配方中。研究结果表明,使用异戊烯酸接枝的MCC增强粒子,其最高可承受的增强载荷达到10 wt.%,并能显著改善材料的机械性能。同时,通过调整增强粒子的载荷和选择不同的反应稀释剂,能够实现机械性能的定制化。在使用5 wt.%增强粒子的情况下,通过掩膜立体光刻技术实现了高精度的3D打
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-09-24
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基于线性聚(酯-共-缩醛)材料的按需回收概念研究
塑料废弃物的处理和再利用一直是全球面临的重大挑战。随着塑料在日常生活和工业应用中的广泛使用,其不可降解性和难以回收的特性给环境带来了巨大压力。传统的机械回收虽然在一定程度上可以实现塑料的再利用,但其过程往往导致材料性能下降,即所谓的“降级回收”(downcycling)。因此,科学家们正在探索更高效的回收方式,以实现塑料的“按需回收”(Recycling-on-Demand, ROD),从而为循环经济提供可持续的解决方案。ROD的核心理念是通过设计具有可选择性降解特性的新型聚合物材料,使它们在使用后能够被特定的触发条件分解成具有高价值的可再利用的分子单元,而不会在使用过程中发生降解。这种方法不
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-09-24
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聚苯乙烯/聚乙烯微/纳米层状薄膜的回收利用:熔体流变性质不匹配对诱导的形态和机械性能的影响
近年来,随着全球对可持续发展和环境保护的关注日益增强,塑料包装材料的回收利用成为了一个重要的研究方向。传统多层塑料薄膜由于其复杂的结构和多种组分的存在,往往难以高效回收,而其回收过程中可能会产生污染、降解等问题,从而影响材料的性能和再利用价值。因此,如何设计出一种既具备优良性能又便于回收的新型多层材料,成为科研人员关注的焦点。本研究提出了一种基于多微/纳米层结构的环保设计理念,旨在改善多层塑料包装材料的可回收性。传统多层材料通常依赖于粘接层(tie layers)来增强各层之间的结合力,但这类粘接层往往导致材料复杂化,并且在回收过程中容易被破坏,影响最终性能。而本研究中,采用了一种称为“强制组
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-09-24
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使用两性离子/木质素改性复合树脂实现防污和抗菌宠物产品的可持续3D打印
摘要 随着“宠物主人”数量的不断增加,全球宠物产品行业迅速发展。然而,表面生物污染对动物和人类健康构成了重大威胁。在这项研究中,我们通过桶式光聚合3D打印技术,开发了一系列新型光固化复合树脂,其中含有不同浓度的磺丁酸甲丙烯酸酯(SBMA)和部分甲基丙烯酸化的木质素(PML)。由于磺丁酸甲丙烯酸酯具有很强的水合能力,这种两性离子成分赋予了树脂表面更强的亲水性,有效防止了蛋白质吸附和细菌附着,从而实现了优异的防污性能。随着PML含量的增加,抗菌效果也逐渐增强,最佳配方的PML含量为20%时,对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-09-24
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用于木材防腐的绿色合成木聚糖基抗真菌聚合物
摘要 由于市售的金属离子抗真菌剂存在污染环境和危害人类健康的问题,开发环保型抗真菌剂已成为当务之急。通过二次碱处理从生物质资源(玉米粒)中提取了平均粒径为500纳米的木聚糖纳米颗粒。采用马来酸酐和二乙醇胺通过“一步熔融法”合成了具有末端羟基的超支化聚合物(HBP-OH)。通过季铵化反应在HBP-OH的羟基上引入了新的反应性官能团。红外光谱(IR)和核磁共振(1HNMR)证实了季铵化超支化聚合物(HBP-L)的成功制备。通过戊二醛将HBP-L与木聚糖纳米颗粒交联,赋予了木聚糖纳米颗粒新的抗真菌性能。红外光谱和核磁共振氢谱证明了聚合物
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-09-24
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使用地震心动图法对女性二线运动员和男性一线足球运动员的非运动状态下V̇O2peak(最大摄氧量)进行估算
在现代运动科学领域,运动员的有氧能力是一个至关重要的指标,它不仅反映了个体的体能水平,也对运动表现、恢复能力和健康状况具有深远影响。足球作为一项高强度、间歇性且需要长时间训练的运动,对运动员的有氧耐力提出了极高要求。因此,准确评估和监测足球运动员的峰值摄氧量(V̇O₂peak)对于训练计划的制定、伤病预防以及比赛表现的优化具有重要意义。传统的峰值摄氧量测定方法是通过心肺运动试验(CPET)进行的,这种方法虽然被认为是“黄金标准”,但其操作复杂、耗时长且需要专门设备,难以在日常训练和比赛周期中频繁使用。因此,研究者们一直在探索非运动测试的替代方法,特别是基于非侵入性技术的估算方法,以提高其实用性
来源:European Journal of Sport Science
时间:2025-09-24
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使用LED进行光生物调节不会改变ATCC菌株以及烧伤患者体内细菌的抗生素敏感性
摘要引言关于光生物调节(PBM)与抗生素结合用于细菌控制的效果,目前研究甚少。研究目的本研究旨在验证在465纳米和630纳米LED光照射下(照射强度分别为30、40和50 J/cm²),ATCC型细菌以及从烧伤患者身上采集的细菌的抗生素敏感性是否会发生改变。方法选用金黄色葡萄球菌(ATCC®BAA-977)、铜绿假单胞菌(ATCC 27853)以及来自烧伤患者的金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌作为研究对象。采用定性方法来检测抗生素敏感性。为了量化氧化应激,通过测定丙二醛(MDA)水平并评估谷胱甘肽(GSH)的抗氧化作用来进行分析。数据使用Shapiro-Wilk检验和单因素方差分析(ANOVA),
来源:Lasers in Medical Science
时间:2025-09-24
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利用机器学习模型预测7075铝合金流动应力的研究
7075铝合金因其优异的综合性能,如高比强度、良好的断裂韧性和抗腐蚀性,广泛应用于航空航天和汽车工业的结构件制造中。在高温变形过程中,流变应力的准确预测对于优化加工参数、提升材料性能和实现高质量制造具有重要意义。然而,传统的流变应力预测模型在精度上存在局限,而人工神经网络(ANN)虽然能捕捉复杂的非线性关系,但通常需要复杂的网络结构设计和大量的计算资源,这在实际应用中存在一定的挑战。因此,研究者们开始探索其他机器学习方法,以期在保证预测精度的同时,简化模型构建流程并提高计算效率。本研究通过高温压缩实验,对7075铝合金的流变应力行为进行了系统分析,并使用四种机器学习模型(决策树、随机森林、支持
来源:Frontiers in Materials
时间:2025-09-24
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中国冀中坳陷南部地壳热结构及热异常机制
地球的热结构是理解地壳和上地幔热演化过程的重要科学依据,尤其在沉积盆地中,它不仅反映了地壳热状态,还对深部地热资源的形成与分布具有关键影响。本文聚焦于中国华北克拉通内的济中坳陷,特别是其南部区域的高阳地热田,通过地热井测温、岩石热物性测试以及区域地球物理勘探等方法,初步确定了该地区的地表热流值和地壳热结构特征,并构建了区域地壳热结构的概念模型,以评估深部地热资源的分布情况。研究结果不仅揭示了高阳地热田的地热特征,还进一步解释了地热异常的形成机制,为该地区的地热资源勘探与开发提供了理论基础和数据支持。高阳地热田的地表热流值被测定为67.19毫瓦/平方米,这一数值表明该区域的地热活动较为活跃,相较
来源:Frontiers in Earth Science
时间:2025-09-24
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ToyMatch:一种基于儿童气质特征的玩具推荐系统,适用于早期儿童的教育与设计
在当前全球面临环境危机和生态脆弱性的背景下,儿童玩具的消费模式正逐渐成为推动可持续发展的重要领域。玩具不仅是儿童娱乐的工具,更是影响他们情感、认知和生态意识的媒介。然而,传统的玩具推荐系统往往局限于年龄、性别或功能性的简单分类,忽略了儿童个体的心理特质和家长对可持续消费的深层价值考量。本文提出了一种名为ToyMatch的多层次玩具推荐系统,旨在通过整合儿童性格特征、玩具设计属性以及家长的可持续性价值观,推动更具情感共鸣和可持续性的消费行为。ToyMatch不仅为玩具选择提供了新的视角,也为早期儿童教育中培养可持续思维提供了实践路径。ToyMatch的创新之处在于其多维度的设计逻辑,即通过心理评
来源:Frontiers in Sustainability
时间:2025-09-24
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互联网成瘾程度的调节作用在青少年和年轻成年人的情感气质与情绪调节之间的关系中
在当代社会,青少年和年轻成年人正处于情绪调节能力发展的关键阶段。这一时期不仅关系到个体的心理健康,也影响着其适应社会和应对生活挑战的能力。随着数字技术的普及,网络已成为日常生活中不可或缺的一部分,而过度使用网络的行为,如互联网成瘾(Internet Addiction, IA),正在对这一阶段的情绪调节过程产生深远影响。本研究旨在探讨互联网成瘾的严重程度是否在青少年和年轻成年人中调节了情绪特质与情绪调节策略之间的关系。通过分析这一复杂的互动机制,研究希望揭示网络使用如何影响个体的情绪管理方式,进而对心理健康和行为模式产生潜在影响。情绪调节是一个个体在面对情绪体验时,能够主动调整和应对情绪的过程
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-24