锂金属电池用高浓度电解液体系研究进展

锂金属二次电池具有极高的能量密度,是下一代储能电池的研究热点。然而,金属锂负极在传统碳酸酯电解液1 mol·L^?1 LiPF6-EC/DEC(ethylene carbonate/diethyl carbonate)中充放电时,存在严重的枝晶生长和循环效率低下等问题,阻碍了其商业化应用。因此,开发与锂负极兼容的新型电解液体系是目前重要的研究任务。与传统稀溶液相比,高浓度电解液体系具有独有的物化性质和优异的界面相容性,并且能有效抑制锂枝晶生长、显著提升锂负极的循环可逆性,因而格外受到关注。本文综述了高浓度电解液及局部高浓电解液体系的最新研究进展,分析了其溶液化学结构和物化性质,对其与锂负极的界面相容性、枝晶抑制效果、效率提升能力及界面稳定性机制进行了探讨;文章着重介绍了高浓与局部高浓电解液体系在锂金属二次电池中的应用,同时从基础科学研究和应用研究两个层面对高浓电解液和局部高浓电解液存在的主要问题进行了简要分析,并对其未来发展方向进行了展望。     

蓬勃发展的金属锂负极

当今,国际格局正在产生重大变革,能源利用从传统化石能源主体逐渐转向低碳可再生能源。以电化学反应为基础的高效储能体系不受地理环境限制。发展高能量密度与高安全性的电化学储能技术,是以可再生能源、新能源汽车工业为代表的能源革命的重要环节。目前,锂离子电池技术成熟度高,在促进社会智能化、便携化进程中发挥着重要作用。基于电化学插层反应的锂离子电池经过将近三十年的发展,能量密度趋近于理论极限,但仍不能满足当代社会的储能需求。因此,发展高安全高比容量的下一代电极材料势在必行。     

β-二亚胺配体支持的铝胺化合物的制备及其催化ε-己内酯开环聚合的高效性能

成功合成了由β-二亚胺配体(L)支持的铝胺化合物(L)AlH(NMe2)2(L=HC(C(Me)NAr)2,Ar=2,6-iPr2C6H3)(1)。该化合物采用分步合成法进行制备,以n-BuLi与HNMe2反应生成的锂盐LiNMe2作为前驱体,进一步与(L)AlH2溶液共混通过消除LiH得到目标产物。通过核磁共振谱、元素分析、红外漫反射光谱和X射线单晶衍射确定了铝胺化合物(L)AlH(NMe2)2的组成与结构。该铝胺化合物中,金属Al中心同时形成Al-H和Al-NMe2基团,在催化ε-己内酯的开环聚合的反应中展现出了优异的催化活性。通过高效凝胶渗透色谱测定了所得聚合物的分子量和分子量分布。     

水洗和回烧工艺对高镍三元材料LiNi0.88Co0.07Al0.05O2微观结构及电化学性能的影响

以镍钴氢氧化物、异丙醇铝为原料,采用水解法合成三元前驱体Ni_(0.88)Co_(0.07)Al_(0.05)O_2,再与锂盐混合烧结得到正极材料(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、能量色散X射线谱(EDS)和恒电流充放电测试等对样品的晶体结构、微观形貌、元素价态以及电化学性能进行表征。研究表明,料液比1∶25、水洗3次、600℃回烧2 h合成的LiNi_(0.88)Co_(0.07)Al_(0.05)O_2具有较优的综合电化学性能,其在0.2C的放电比容量达207.6 mAh·g~(-1),首次充放电效率为84.8%,1C放电比容量为192.0 mAh·g~(-1),循环100周后,材料的放电比容量仍有148.0 mAh·g~(-1),容量保持率达到77.1%。     

基于高光谱的黑色签字笔墨水种类鉴别方法研究

该文提出了高光谱成像技术结合机器学习快速无损鉴别黑色签字笔墨水种类的新方法。采集36支不同品牌型号的黑色签字笔笔迹的高光谱图像,对每支签字笔笔迹的高光谱图像选取18个感兴趣区域,共提取648个平均光谱作为样本集。对450～950 nm的原始光谱进行Savitzky－Golay平滑、Z－Score标准化和两种组合方法光谱预处理,使用线性判别分析（LDA）和随机子空间－线性判别分析（RSM－LDA）分别构建黑色签字笔墨水种类鉴别模型。实验结果表明：不同预处理方法对RSM－LDA模型的鉴别准确率影响较小,而对于LDA模型,组合预处理具有更优的鉴别准确率;相比LDA模型,RSM－LDA模型分类效果更佳,训练集的平均分类准确率达100%,交叉验证平均分类准确率达99.09%,测试集的平均分类准确率达90.70%,每类样本的准确率、精准率、召回率均高于LDA模型分类结果,模型的接受者操作特征曲线下方面积（AUC值）达0.998 3,模型性能良好。因此,采用高光谱成像技术结合RSM－LDA可实现不同品牌型号黑色签字笔墨水的快速无损鉴别。     

电感耦合等离子体质谱法测定高纯铁中21种元素时的基体效应北大核心CSCD

对用电感耦合等离子体质谱法测定纯铁中21种元素(包括Li、Be、B、Al、Ti、Mn、Co、Ni、Cu、Zn等),通过加入高纯铁作为基体,试验考察了不同量的铁基体对上述被测元素的信号强度的影响。结果发现:铁基体质量浓度在40mg·L^(-1)以内时,待测元素的相对信号强度与铁基体浓度保持较好的线性关系;当铁基体质量浓度增大至400mg·L^(-1)时,除了Mn、Co两元素外,铁基体对其他待测元素均产生一定的抑制作用。基于对内标元素的基体效应分析,选择与待测元素有相似基体效应的内标元素,以校正基体效应。     

N-(2-吡咯甲基)-1-苯基乙亚胺·二甲基铝的合成、结构及其催化丙交酯的活性

通过席夫碱配体N-（2-吡咯甲基）-1-苯基乙亚胺与三乙基铝按物质的量之比为1：1在无氧无水的条件下反应,合成了席夫碱铝的有机金属化合物N-（2-吡咯甲基）-1-苯基乙亚胺·二甲基铝。其结构分别用核磁氢谱、碳谱,元素分析和X射线单晶衍射技术进行了表征。铝化合物在催化外消旋丙交酯开环聚合反应中表现出了中等的活性并得到了以等规聚合为主的高聚物。     

Er~(3+)-Yb~(3+)掺杂SiO_2-SrO-NaF玻璃陶瓷的制备及表征

采用熔融晶化法制备了主晶相为SrF_2的Er~(3+)-Yb~(3+)共掺透明氟氧化物玻璃陶瓷,利用DSC、XRD、SEM、UV-Vis-NIR和荧光光谱对样品的结构、形貌、发光性能进行了测试与表征。研究表明:该体系玻璃最佳热处理温度为620℃,最佳热处理时间为2h,并讨论了Yb~(3+)不同掺杂浓度对Er~(3+)-Yb~(3+)共掺玻璃陶瓷样品上转换发光性能的影响,确定Er~(3+)-Yb~(3+)最佳掺杂浓度比为1∶7,同时观察到了明亮的绿光(522,540 nm)和较弱的红光(656 nm),对Er~(3+)和Yb~(3+)之间的能量传递过程进行了讨论。     

紫外光离子源-高场不对称波形离子迁移谱检测环境中挥发性有机物

本研究采用紫外光离子源-高场不对称波形离子迁移谱(UV-FAIMS)快速检测环境中挥发性有机物.选取苯和对二甲苯为研究对象,并分析了分离电压、流速等因素对其分离识别的影响.实验结果表明:当分离电压值为0～1200 V时,苯和对二甲苯信号强度逐渐降低,而特征补偿电压值却逐渐增加.实验选取分离电压值为900 V,当载气流速为0～240 L/h时,苯和对二甲苯的特征离子峰信号强度逐渐增加,当载气流速为0～120 L/h时,苯和对二甲苯团簇峰信号强度增加,当载气流速为120～240 L/h时,苯的团簇峰信号强度增加,而对二甲苯的团簇峰信号强度降低.此外,对样品浓度、信号强度与噪声的比值进行探讨,获得UV-FAIMS检测苯的检测限为0.011mg/m3.     

化学浸提-电感耦合等离子体发射光谱法测定粉条中活性铝的化学形态

采用化学浸提-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定粉条中溶出铝的化学形态及其含量.实验结果显示,粉条溶出铝中,Al3+为135 μg/g,Al(OH)2+和Al(OH)2-未检出,胶态Al(OH)3o为143 μg/g,有机铝为460 μg/g.各化学形态铝含量的回收率在88.3％～105％范围,精密度(RSD)为1.14％,方法检出限为0.74 mg/kg.该方法准确度高,精密度好,检出限低,线性关系好,是一种简便实用的食品、药物中活性铝化学形态的检测方法.