下一代高比能锂硫电池……多机器人互联与协作……

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在TOP期刊的最新研究成果

国际TOP期刊IEEE发表论文+1

近日，美国电气和电子工程师协会（简称IEEE）旗下著名期刊《IEEE Transactions on Industrial Informatics》在线发表了我校机械自动化学院教师陈宝通讲师、夏绪辉教授与英国拉夫堡大学航空与汽车工程学院Gbanaibolou Jombo等学者合作的研究成果“Knowledge Sharing enabled Multi-Robot Collaboration for Preventive Maintenance in Mixed Model Assembly”，该论文创新性提出了开放装配环境下机器人智能体学习、共享劣化机器知识的KS-enabled MRC方法。

(TII)是IEEE旗下高级别、具有广泛影响力的期刊，影响因子10.215，是工程技术行业国际TOP期刊。

多机器人互联与协作是复杂产品混流装配的重要实现形式。目前，开环控制系统中的多机协作主要依赖于硬编码交互模式实现，自学习能力和可扩展性相对较低。协作机器人难以获取劣化机器已创建的装配环境、已学习的经验模型、已优化的参数配置，亟需创建面向混流装配的多智能体知识共享模式，弥补欠确定指令与详细操作规范之间的差距。

图中所示的KS-enabled MRC系统架构，作者通过本体支持的语义建模方法，为混流装配线构建可共享的形式化语义环境；根据机器人的能力和任务环境，建立与任务相关的动作原语和基于本体的机器人技能库；利用Wu-Palmer 相似性度量和一阶逻辑对新任务进行匹配和推理，创建了退化机器人知识共享与优化知识更新机制。KS-enabled MRC探索复现了混装协作设备任务执行的通用性，避免某项装配功能（或部件）持续劣化造成多功能设备停机，同时增进了混流装配线自适应调控过程的敏捷性。

《Small》等权威期刊研究成果+3

近日，我校材冶学院材料与冶金学院张海军教授领导的“先进材料研究团队”在材料领域取得新进展，并在国际知名期刊发表研究成果。

高熵氧化物（HEO）具有广泛的成分调制范围和固有的复杂表面，逐渐成为锂离子电池阳极的新焦点，但长期充放电循环过程中迟缓的动力学限制了它们的进一步应用。基于此，团队通过湿化学熔盐策略，将具有目标功能的氧空位引入岩盐型(MgCoNiCuZn)O中，以加速锂离子/电子传输。团队成员结合实验结果和理论计算，揭示了高熵材料表面缺陷对锂离子存储、电荷传输和扩散动力学的内在机制，对二次电池电极材料的缺陷工程设计与发展具有重要意义。

研究论文《Kinetically accelerated lithium storage in high entropy (LiMgCoNiCuZn)O enabled by oxygen vacancies》在线发表于材料科学领域权威期刊Small上（2021年影响因子13.452，DOI:10.1002/smll.202200524）。我校2020级博士研究生刘雪枫为本文第一作者，耐火材料与冶金国家重点实验室张海军教授和雷文副教授为本文共同通讯作者。

缺陷工程改性HEO材料的充放电机制研究

锂硫电池体系由于理论能量密度高和活性物质硫资源丰富，成为了极具发展潜力的二次电池之一。但由于放电过程中间产物多硫化物溶于有机电解液，产生穿梭效应，导致活性物质利用率低，造成电池容量损失和循环性能下降。基于上述问题，本团队结合静电纺丝技术和化学气相沉积法，针对性地对硫载体进行结构设计，在追求高硫载量的同时，协同调控多硫化物的热力学和动力学扩散。

团队成员通过原位构建一种内部空腔体积充分利用的“管中管”碳质主体，负载富含缺陷的金属氮化物纳米颗粒(Fe2N1-x)，提供丰富的电子/离子导电通道，最大限度降低多硫化物的穿梭效应，从而提高电池的容量和循环稳定性。研究论文《A spatially efficient “tube-in-tube” hybrid for durable sulfur electrochemistry》，在线发表于能源材料领域权威期刊Journal of Materials Chemistry A上（2021年影响因子12.732，DOI: 10.1039/d1ta10181a）。我校2018级硕士研究生童钊明为本文第一作者，耐火材料与冶金国家重点实验室黄亮副教授和雷文副教授为本文共同通讯作者。

“管中管”碳基材料在电化学储硫中的优势

此外，由于一维碳材料（1DCMs）具有高比表面积、优异的导电性、良好的柔韧性、优异的机械稳定性等特殊的理化性质，已被广泛用于锂硫电池中。基于此，团队详细总结了一维碳材料作为锂硫电池正极的最新研究进展，指出当前锂硫电池发展所面临的挑战，旨在为下一代高比能锂硫电池的材料设计提供理论指导。研究论文《One dimensional carbon-based composites as cathodes for lithium-sulfur battery》，在线发表于材料科学领域权威期刊Journal of Materials Science & Technology上（2021年影响因子9.191，DOI: 10.1016/j.jmst.2021.12.048）。我校2019级硕士研究生罗谨为本文第一作者，耐火材料与冶金国家重点实验室张海军教授和雷文副教授为本文共同通讯作者。

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编辑：郑可心

素材来源：武科大新闻网

责任编辑：覃宇

出品：党委宣传部

编辑：刘蕊