新型季磷盐电解质盐溶液热力学及其在超级电容中的应用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21863006
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    41.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0303.化学热力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The complex interactions of ion-ion and ion-solvent in organic electrolyte solutions are very important, and they will determine the overall performance of supercapacitors. At present, the traditional electrolyte salts of supercapacitors can not meet people's expectations and requirements for the high specific capacity and high safety. In this research project, a series of new quaternary phosphonium salts have been designed and synthesized. The thermodynamic behavior of these quaternary phosphonium salts in organic electrolyte systems will be investigated by different experimental methods. The solvation, migration and diffusion behaviors of these quaternary phosphonium salts will be explored in organic electrolyte solution systems ( including single and mixed solvents). The law of the ion-ion and ion-solvent interactions and other basic problems of solution chemistry in electrolyte solutions of quaternary phosphonium salt will be summarized carefully. Based on them, the improvement in flame retardancy performance of the new electrolyte and the compatibility between electrolyte and electrode will be also studied. These results will help to develop a new electrolyte solution with high performance and high safety, and improve the comprehensive performance of the supercapacitor.
电解质溶液中离子-离子和离子-溶剂等复杂的微观相互作用是决定电解液乃超级电容综合性能的根本所在。目前由传统电解质盐构成的有机电解液越来越不能满足人们对超级电容高比容量及高安全的期望和要求。本项目拟根据螺环季磷盐基本结构、离子尺寸大小以及磷元素阻燃特性,设计、合成多系列新型高性能季磷盐。拟采用多种手段考察季磷盐在有机电解液体系中热力学行为,探讨新型季磷盐在电解质溶液体系中(单一溶剂及多元混合溶剂)离子溶剂化、迁移、扩散、分子缔合及电解质溶液结构等基本问题,归纳不同离子尺寸及结构的季磷盐溶液新体系中离子溶剂化等热力学行为规律,获得对电解质溶液离子-溶剂和离子-离子等复杂相互作用的规律性的新认识;在此基础上,组装超级电容器,研究季磷盐新型电解液与活性炭电极的相容性、匹配性及其阻燃性能的改善,为开发高性能高安全超级电容电解质溶液新体系,提高超级电容综合性能提供一定的理论支持。

结项摘要

电解液中离子-溶剂和离子-离子等复杂的微观相互作用是决定电解液乃至电池性能的根本所在。目前由传统电解质盐构成的电解液越来越不能满足人们对高能电池高功率、高安全及低温的期望和要求。本项目拟根据季磷盐/季铵盐基本结构、离子尺寸大小以及磷元素阻燃特性,设计、合成12种新型季磷盐/季铵盐并对其合成方法及提纯方法进行探索研究,实现了小批量制备。采用多种手段(包括粘度、密度、电导等)考察了新型季磷盐/季铵盐在有机电解液体系中热力学行为,探讨了新型季磷盐/季铵盐在电解质溶液体系中(单一溶剂及多元混合溶剂)离子溶剂化、迁移、扩散、分子缔合及电解质溶液结构等问题,归纳了不同离子尺寸及结构的季磷盐/季铵盐溶液新体系中离子传输等热力学行为规律。在此基础上,组装超级电容器、锂离子电池、锂硫电池等高能电池器件,研究新型碳材料及电解液在高能电池体系的应用,为开发高性能高安全电解质溶液新体系及高能电池新体系提供一定的理论支持。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Recyclable cobalt-molybdenum bimetallic carbide modified separator boosts the polysulfide adsorption-catalysis of lithium sulfur battery
可回收钴钼双金属碳化物改性隔膜助推锂硫电池多硫化物吸附催化
  • DOI:
    10.1007/s40843-020-1425-2
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Science China-Materials
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Zhang Ze;Wang Jia-Nan;Shao A. -Hu;Xiong Dong-Gen;Liu Jian-Wei;Lao Cheng-Yen;Xi Kai;Lu Shi-Yao;Jiang Qiu;Yu Ji;Li Huang-Long;Yang Zhen-Yu;Kumar R. Vasant
  • 通讯作者:
    Kumar R. Vasant
A cheese-shaped bio-carbon for high performance supercapacitors prepared from Juncus effuses. L.
由灯心草制备的用于高性能超级电容器的奶酪状生物碳。
  • DOI:
    10.1016/j.est.2020.101531
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Journal of Energy Storage
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Yu Ji;Wu Jianlan;Yang Zhenyu;Cai Jianxin;Zhang Ze
  • 通讯作者:
    Zhang Ze
PDA modified commercial paper separator engineering with excellent lithiophilicity and mechanical strength for lithium metal batteries
PDA改性商业纸隔膜工程,具有优异的亲锂性和机械强度,适用于锂金属电池
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2020.114195
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Zhou Mei-Ling;Zhang Ze;Xu Jian;Wei Junchao;Yu Ji;Yang Zhen-Yu
  • 通讯作者:
    Yang Zhen-Yu
Tunable 2D tremella-derived carbon nanosheets with enhanced pseudocapacitance behavior for ultrafast potassium-ion storage
可调谐二维银耳衍生碳纳米片,具有增强的赝电容行为,用于超快钾离子存储
  • DOI:
    10.1007/s11431-021-1835-8
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Science China Technological Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu LingFeng;Zhang Ze;Zhang Hai;Wang Yun;Luo JinDi;Yu Ji;Qu YaoHui;Yang ZhenYu
  • 通讯作者:
    Yang ZhenYu
Needle-like cobalt phosphide arrays grown on carbon fiber cloth as a binder-free electrode with enhanced lithium storage performance
在碳纤维布上生长的针状磷化钴阵列作为无粘合剂电极,具有增强的锂存储性能
  • DOI:
    10.1016/j.cclet.2020.09.051
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Chinese Chemical Letters
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Zhang Ze;Zhu Peipei;Li Chao;Yu Ji;Cai Jianxin;Yang Zhenyu
  • 通讯作者:
    Yang Zhenyu

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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