摘要:本文对锂离子电池中的浮点电流分析进行了全面的探索,这是一种有希望的新测试方法来评估日历老化。浮点电流定义为瞬态部分后的稳态trick流动电流。在文献中,报告了与容量损失的相关性。假设浮点电流会补偿随着时间的推移的电压衰减,并且与日历老化有关,则必须考虑电压滑动的效果。DU/DQ分析仅表明活跃锂的损失。因此,我们研究了固体电解质相(SEI)的生长,作为解释浮点电流起源的一般老化机制。我们的结果表明,电压滑理论在低至中间测试电压范围内保持真实。然而,该理论的解释能力开始在更高的电压范围内减少,这表明存在影响浮动电流的其他但未知的因素。通过电解质分解对阴极的穿梭反应或晶石是高压下最有前途的替代老化机制。本文提出了一个独特的电压滑模型,以检查老化机制,浮点电流测试和检查测试之间的相关性。为了更好地理解,提出了测试策略来验证/伪造SEI以外的老化机制。
非水系钠电池是下一代电化学储能装置的理想候选者。然而,尽管其在室温下性能表现良好,但它们在低温(如 < 0 °C)下的操作会受到电解质电阻增加和固体电解质界面 (SEI) 不稳定性增加的不利影响。在此,为了解决这些问题,我们提出了特定的电解质配方,其中包括线性和环状醚基溶剂以及三氟甲磺酸钠盐,它们在低至 -150 °C 的温度下仍具有热稳定性,并能够在低温下形成稳定的 SEI。在 Na||Na 纽扣电池配置中测试时,低温电解质可实现低至 -80 °C 的长期循环。通过原位物理化学(例如 X 射线光电子能谱、低温透射电子显微镜和原子力显微镜)电极测量和密度泛函理论计算,我们研究了高效低温电化学性能的机制。我们还报告了在 -20°C 和 -60°C 之间对完整的 Na||Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 纽扣电池的组装和测试。在 -40°C 下测试的电池显示初始放电容量为 68 mAh g -1,在 22 mA g -1 下经过 100 次循环后容量保持率约为 94%。
电解质是锂电池的重要组成部分,对电池的容量,循环和存储性能有重大影响。12 - 14商业化的电体主要由锂盐和有机碳酸盐溶液组成。但是,这些商业化有机电解质的有限电化学窗口使它们在充电和放电期间不稳定。15此外,这些有机溶剂对于锂金属阴极是不稳定的,它可以轻松形成由电解质分解产生的不稳定的SEI(固体电解质相)层,从而导致较大的互相损害和树突。16 - 18除了商业碳酸盐电解质外,醚电解质在低温下具有良好的锂金属兼容性和电导率,但是氧化稳定性较差(<4 V vs. li/li +)限制了它们在高伏特系统中的使用。此外,磺基酰胺,磺酰胺和磷酸电解质与金属和石墨阳极的兼容性较差。进一步,这些有机电力是挥发性且可燃的,这使得蝙蝠锂成为已知的安全危害。21因此,高度希望开发具有低界面阻抗,高离子电导率和绿色电解质以提高性能的锂电池。22
使用具有较高能力和功率密度的电极的开发,需要对材料界面和体系结构进行全面的理解和精确控制。电化学力学在这种复杂界面的形态演化和稳定性中起着不可或缺的作用。电极材料的体积变化和电极/电解质界面的化学相互作用导致不均匀应力场和结构上不同的相互作用,从根本上影响了基本的运输和反应动力学。这种机械耦合的起源及其对降解的影响独特取决于界面特征。在这篇综述中,分析了固体 - 液界面和固体 - 固体界面上化学机械耦合和故障机制的独特性质。对于锂金属电极,表面/微结构异质性在液体电解质中的固体电解质相(SEI)稳定性(SEI)稳定性和树突生长以及接触损失和用固体电解质的纤维触摸渗透的关键作用。在复合电极方面,根据微结构耦合的电化学机电属性的关键差异被描述为基于互化和转换化学的化学属性。从液体转移到此类阴极中的固体电解质,我们强调了固体 - 固体接触对传输/机械响应,电化学性能以及诸如颗粒裂纹和分层等故障模式的显着影响。[doi:10.1115/1.4057039]最后,我们介绍了未来的研究方向的看法,以及解决实现下一代锂金属电池的潜在电化学机械挑战的机会。
双(氟磺酰基)酰亚胺阴离子 (FSI − )、AlCl 4 − 和 (BrCl) n − 已被研究作为石墨插层化合物 (GIC) 的插层剂。[3] 由于电池结构简单,DIB 已从 Li [4] 扩展到 Na、[5] K、[6] Mg、[7] Ca、[8] 和 Zn 离子 [9] 体系。与有机或离子液体电解质不同,具有高安全性和低成本特点的水系电解质近年来正在蓬勃发展。[3f,10] 尽管已经取得了重大进展,但 DIB 面临的关键挑战在于设备级的低能量密度。以前提高 DIB 能量密度的尝试主要依靠使用浓电解质 [6,11] 来降低非活性溶剂的重量比。然而,只有在超高浓度下才能动力学抑制正极侧的阳极腐蚀。当 DIB 充电过程中消耗掉大部分电解质时,稳定性问题仍然存在。金属阳极的镀层剥离效率也在很大程度上取决于浓缩电解质下形成的钝化界面。在之前的 DIB 原型中,总是需要过量的金属阳极和电解质。最近,开发了“无阳极”锂金属电池概念,使用非活性基质作为集流体,[12] 这比锂金属更安全、更方便,而且
DNA压实是在有丝分裂过程中凝结和分辨率的凝结和分辨率所必需的,但是单个染色质因子对该过程的相对贡献知之甚少。我们使用高速爪蟾卵提取物和光学镊子开发了一种生理,无细胞的系统,以研究实时有丝分裂染色质纤维的形成,并在单个DNA分子上进行力诱导的拆卸。与将DNA压缩约60%的相间提取物相比,中期提取物将DNA的长度降低了90%以上,这反映了这两种情况下全染色体形态的差异。抑制核小体组装的核心组蛋白伴侣ASF1的耗竭,将中期纤维压实的最终程度降低了29%,而接头组蛋白H1的耗竭效果更大,将总压实降低了40%。 与对照组相比,两种耗竭都降低了压实率,导致了更短的分解时间,并提高了力诱导的纤维拆卸速度。 相比之下,中期提取物中冷凝蛋白的耗竭强烈抑制纤维组件,从而导致瞬态压实事件在高力下迅速逆转。 总的来说,这些发现支持了一种投机模型,在该模型中,冷凝蛋白在有丝分裂DNA压实中起主要作用,而核心和接头组蛋白起作用,可在循环挤出过程中减少滑移并调节DNA压实程度。抑制核小体组装的核心组蛋白伴侣ASF1的耗竭,将中期纤维压实的最终程度降低了29%,而接头组蛋白H1的耗竭效果更大,将总压实降低了40%。与对照组相比,两种耗竭都降低了压实率,导致了更短的分解时间,并提高了力诱导的纤维拆卸速度。相比之下,中期提取物中冷凝蛋白的耗竭强烈抑制纤维组件,从而导致瞬态压实事件在高力下迅速逆转。总的来说,这些发现支持了一种投机模型,在该模型中,冷凝蛋白在有丝分裂DNA压实中起主要作用,而核心和接头组蛋白起作用,可在循环挤出过程中减少滑移并调节DNA压实程度。
电动汽车 (EV) 是低碳排放和可持续交通未来的重要组成部分。电动汽车在交通运输中的应用正在迅速增长,全球电动汽车数量将从 2012 年的 12 万辆增加到 2021 年的 600 多万辆 [1]。目前电动汽车最主要的储能技术是锂离子电池 (LIB)。由于锂库存的损失、活性材料的损失以及循环过程中固体电解质中间相的形成,电动汽车 LIB 会随着时间的推移和使用而退化,表现为可用容量的损失、内阻的增加,最终导致设备可用能量和功率的降低 [2]。当 LIB 在电动汽车运行中无法再提供令人满意的性能时,它们就会退出使用。退役的电动汽车锂离子电池可以重新用作“二次生命”的储能系统 (ESS),用于电网 [3],支持间歇性可再生能源生产源,如太阳能光伏 (PV) 和风力涡轮机,以满足低碳排放电网的电力负荷消耗。二次使用后,锂离子电池可以被拆卸并回收成新的锂离子电池 [4],形成锂离子电池的循环、低浪费经济 [5]。电网规模储能系统的需求和退役电动汽车锂离子电池的二次生命供应量都将扩大,尤其是随着电动汽车的大规模采用和电网电气化。到 2030 年,二次生命锂离子电池的供应量预计将超过每年 200MWh,以满足预计每年 183MWh 的电网规模储能系统需求 [6]。
近年来,研究界的高理论能力(3860 mA H G 1),其低氧化还原电位为3.04 V. 3,4,锂金属在基于锂金属的电池(LMB)的阳极材料(例如锂 - air – air(li – air)和lithium – lithium-sulfur(lithium)和lith-ssul(lithium – ssulfur(lithium – ssul),锂金属起着必不可少的作用。5,6尽管有前途的方面,但由于骑自行车期间锂的可逆性差而导致Li Metal作为阳极的实施引起了许多挑战。,李树突的寄生生长可能导致安全问题和腐蚀,从而导致性能丧失。7 li金属阳极也遭受无限体积波动和不稳定的固体电解质相(SEI)的形成。关于无限的体积变化,阳极承受着巨大的内部压力,促使Li Dendrites从阳极中脱离并致力于“ Dead Li Li”。3此外,LI的高度还原性使电解质在阳极表面上分解形成不稳定且脆弱的SEI,该SEI易受树突和体积波动的综合作用而崩溃。8因此,已经考虑了巨大的努力来实现Li金属作为阳极的实际使用,包括(i)用原位或原位衍生的SEI层保护Li Metal,9-11(ii)实施固态电解质(SSES),12,13
降低负/正比(N/P比)的比率对于增加LI金属电池的能量密度(LMB)至关重要。通常,稳定的LI沉积具有高库仑效率(CE),可以通过基于醚的电解质轻松实现,但是低氧化稳定性限制了其在具有高压阴极的电池中的应用。在此处,我们在固体电解质相(SEI)(SEI)上进行了低温电子显微镜(冷冻-ee),深入的X射线光电态(XPS)和原子力显微镜(XPS)和原子力显微镜(AFM),该层以碳酸盐和醚电解液为基于碳酸盐的电解质和电子电气的良好的碳酸电解质和良好的SEI层的特征,从电解质组成。结果表明,SEI层中的有机成分决定了LMB的CE。进一步的理论计算表明,具有LI的碳酸盐分子具有高反应性的性质,导致有机丰富的SEI层具有低弹性模量。根据这些见解,我们通过调整电解质组成来提出碳酸盐电解质中晚期SEI层的设计方法。设计的SEI表现出具有密度无机内层的多层结构。因此,组装了一个4 V的全电池,并传递了760 WH/kg的高能量密度(基于阴极和阳极的重量计算),其长周期寿命为200个碳酸盐电解质的循环寿命为200个周期。
多发性骨髓瘤 (MM) 是一种克隆性 B 细胞肿瘤,是一种无法治愈的异质性疾病,生存期从几个月到 10 多年不等。MM 的临床异质性源于导致肿瘤发展和进展的多种基因组事件。复发性基因组异常,包括骨髓瘤细胞中的细胞遗传学异常、基因突变和异常基因表达谱,具有很强的预后能力。随着技术的进步和新药的开发,MM 的预后因素和治疗模式在过去几年中迅速发展。随着新的高通量细胞基因组学技术(如阵列比较基因组杂交 (aCGH) 或单核苷酸多态性阵列 (SNP 阵列))和分子技术(如基因表达谱 (GEP) 和大规模并行基因组测序)的引入,MM 生存的预测不再仅仅依赖于传统的细胞遗传学和间期荧光原位杂交 (iFISH) 分析结果。这些新技术能够筛查所有可能的染色体畸变和其他基因组变异,逐个识别每种畸变,并发现与揭示肿瘤细胞复杂生物学相关的新畸变。这反过来又可以更好地理解疾病的复杂性和异质性。这篇关于 MM 遗传结构的综述的目的是讨论目前使用的 MM 细胞遗传学/基于细胞遗传学的风险分类的最新进展及其预后意义。