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有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析
中国科学院院士、南开大学教授陈军团队受Nature子刊《自然评论·化学》编委会邀请，发表题为“有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析”的综述论文。该文章深入阐述了有机电极材料的结构特征、作用机理、构效关系等，着重分析了有机电极材料的实际现状和应用前景，有助于学术界和工业界充分了解有机电极材料的实际应用潜力和待解决的问题，有望激发更多应用导向的研究工作，进而促进未来有机电池的商品化应用。文章第一作者为卢勇博士，通讯作者为陈军院士。
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐，其中过渡金属资源大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中（比如玉米等作物和苹果等果蔬）直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到；在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而体现了很好的循环和可再生性。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题，其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士团队的综述论文围绕有机电极材料的未来发展提出见解。文章指出，有机电极材料具有结构可调控特点。根据不同的分子结构和反应电位，有机材料在实际应用中可作为正极或者负极活性材料。文章首先讨论了有机电极材料本身的各种关键性质，包括材料的能量密度、功率密度、循环寿命、密度、电导率、能量效率、价格、资源可用性和热/化学稳定性。其中能量密度、功率密度和循环寿命是材料的基本电化学性质，这些性质会受到材料密度和电导率的影响，其他因素如稳定性和价格等也是必须要考虑的问题。接着从实际电池应用角度分析了电极中活性物质的单位面载量和电解液用量等因素对全电池性能的影响。最后利用软件对以有机材料为正极或者负极的实际锂电池体系进行了模拟，得出了相关电池体系的性能（如整体能量密度、功率密度）和价格等参数。结果表明，n型有机正极材料特别是羰基化合物具有较好的实际应用前景。
南开大学
2021-04-11
一种复合量子点电极材料及其制备方法和应用
本发明公开了一种复合量子点电极材料及其制备方法和应用，属于光电化学电极材料技术领域，包括如下步骤：将钛基材料打磨、清洗后，浸泡于第一酸性溶液中以去除氧化膜，后将钛基材料置于第二酸性溶液中，以制得钛基体；将钼源溶于水中同时调节pH值，并加入硫源后，进行热反应，得到MoS<subgt;2</subgt; QDs；将MoS<subgt;2</subgt; QDs、锑盐、稀土金属盐按预设比例混合溶于浓酸的醇溶液中以制得浸渍液；将钛基体进行清洗、干燥后，完全浸没在浸渍液中，经一系列处理后，得到复合量子点电极材料；本发明制得的电极材料具有导电性强、电催化活性高、耐腐蚀性能优异、稳定性持久等优点，能够用于油田聚合物驱油。
南京工业大学
2021-01-12
一种集成有接地电极的气流辅助电喷印喷头
本发明属于电流体喷印喷头相关技术领域，其公开了一种集成有接地电极的气流辅助电喷印喷头。所述气流辅助电喷印喷头包括进液筒、气罩、金属针头、导电线、电极罩及环形电极。所述进液筒连接于所述气罩且部分收容于所述气罩内。所述气罩的两端分别连接所述进液筒及所述电极罩；所述金属针头一端与所述进液筒形成螺纹连接，另一端穿过所述气罩伸入所述电极罩内；所述导电线的一端连接于高压电源，另一端穿过所述进液筒连接于所述金属针头；所述环形电极嵌设在所述电极罩内，且其通过接地来将接地电极集成在所述气流辅助电喷印喷头中。本发明的气流辅助电喷印喷头通过设置有环形电极而具有接地电极，使得收集基板不用接地，提高应用范围及灵活性。
华中科技大学
2021-04-14
一种宽输入范围高电源抑制比的带隙基准电压源
一种宽输入范围高电源抑制比的带隙基准电压源，包括电压预调节电路和带隙基准核电路，电压预调节电路产生一个低温漂、高电源抑制比的预调节电压Ｖｒｅｇ对带隙基准核电路进行供电，带隙基准核电路包括启动电路、负温度系数电流ＩＣＴＡＴ产生电路、正温度系数电流ＩＰＴＡＴ产生电路和非线性电流ＩＮＬ产生电路，非线性电流ＩＮＬ产生电路用于补偿负温度系数电流ＩＣＴＡＴ产生电路中的高阶温度分量，通过叠加电流ＩＣＴＡＴ、ＩＰＴＡＴ、ＩＮＬ并由电流?电压转换电路得到近似零温度系数的基准电压Ｖｒｅｆ。
东南大学
2021-04-11
一种用于连续窄脉冲下的 APD 像元电压读取电路
本发明公开了一种用于连续窄脉冲下的 APD 像元电压读取电 路，设有探测器、可变增益跨阻放大器(TIA)、共模信号采样电路、自 复位比较器和可变增益放大器(VGA)。探测器的输出端连接可变增益 跨阻放大器(TIA)的输入端，可变增益跨阻放大器(TIA)的输出端连接共 模信号采样电路的输入端，以及自复位比较器的一个输入端，以及可 变增益放大器(VGA)的一个输入端，共模信号采样电路的输出端连接 自复位比较器的另一个输入端，以及可变增益放大器(VGA)的另一个 输入端，自复位比较器的输出端为使能信号输出
华中科技大学
2021-04-14
一种电容式电压互感器的试验方法
本发明公开了一种电容式电压互感器的试验方法。运用 CVT 的 结构及波传递特点，通过 CVT 电容单元与电磁单元连接的中间节点进 行加压测试，记录中间节点电压、CVT 输出电压及注入节点电流，计 算获取 CVT 的接近实际工况的传递特性；有效解决了传统试验方法中 特殊情况下因所需电压等级较高或电源容量较大等原因造成的无法试 验的问题，在不影响其传递特性并精确模拟 CVT 电磁单元额定工况的 情况下，准确获取 CVT 的整体传递特性，显著降低了在对 CVT 进行 高压测试时的电压等级及电源容量要求。
华中科技大学
2021-04-14
基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器
该成果提供一种高效节能、高功率因数、高可靠性的单级AC-DC变换器，该变换器既实现了电源的输入功率因数校正、所有功率器件的软开关和提高转换效率，又降低了开关管的电压应力，减少开关管和控制芯片，提高输出电压的调节范围。与现有技术相比，本发明专利降低了开关管和电容的电压应力，可靠性提高了一个数量级；使用较少的开关管，降低了成本；效率达到95%以上，有利于节能减排；非常容易实现功率因数校正，功率因数达到0.99；提高了输出电压的调节范围，更好地适应输入电压波动范围大和负载变化大的应用场合。
华南理工大学
2021-04-14
一种适用于血氧饱和度检测的电压比较器
本发明公开了一种适用于血氧饱和度检测的电压比较器，包括 依次连接的预放大级模块 A、正反馈判断模块 B 和输出缓冲级模块 C； 所述预放大级模块 A 用于将两个模拟输入信号进行预放大处理；所述 正反馈判断模块B用于对经过预放大级模块A处理的信号进行比较判 断后输出信号差；所述输出缓冲级模块 C 用于对所述信号差进行转换， 并输出一个二进制信号。本发明采用全模拟电路，将采集并初步处理 后的血氧信号与参考值比较，以实现自动增益控制，继而检测血氧饱 和度。本发明在具有正确输出逻辑的前提下，还具有精度高、功
华中科技大学
2021-04-14
一种 IQ 光调制器偏置电压的控制系统及方法
本发明公开了一种 IQ 光调制器偏置电压控制系统及方法，该控 制系统包括顺次连接的激光光源、偏振控制器、IQ 光调制器、光耦合 器、光电探测器、数据处理模块，IQ 光调制器的输出经光耦合器分光 后连接到光电探测器，其输出与数据处理模块的输入相连，数据处理 模块的三个输出分别送至 IQ 光调制器的三个子调制器的直流偏置电 压输入端口。该控制方法为首先通过测量输出光功率的最大值及相邻 最小值，优化子相位调制器的偏压，然后
华中科技大学
2021-04-14
基于零共模电压和零序环流抑制的两并联变流器调制方法
本发明公开了一种基于零共模电压和零序环流抑制的两并联变流器调制方法，该方法首先分析了所有64个开关组合对零序环流和共模电压的影响，同时考虑共模电压消除与零序环流抑制，筛选出18个最优开关组合；其次，为实现低频零序环流消除，设计6种四分之一周期对称的开关序列模板，将每个开关周期的零序环流平均值限制为0；接着，基于序列模板，从零序环流峰值最小化、开关损耗优化的角度出发，将矢量平面分为6个大扇区，每个大扇区包含6个子扇区，得到了每个区域的最优开关序列；最后，为最优开关时序计算调制波、设计开关动作模式，得到开关的驱动信号。本发明解决现有零共模电压调制算法存在低频零序环流以及零序环流峰值较大的问题。
南京工程学院
2021-01-12