富锂锰基正极材料结构优化及晶面调控研究进展

富锂锰基正极材料(Li-rich manganese cathode material,LMCM)具有高放电比容量(250 mAh·g-1@0.1C)、高电压、制作成本低和环保等优点,被视为下一代动力锂电池正极材料的理想之选,是锂电池能量密度突破400 Wh/kg的关键电极材料.但LMCM存在首次不可逆容量高和库伦效率差、倍率性能差和电压衰减等问题,在一定程度上制约了此类正极材料的大规模使用.为了解决LMCM存在的问题,相关学者做了大量的研究工作.一方面,针对LMCM在循环过程中的容量特性及结构演变规律进行了研究,为LMCM优化改性提供理论基础;另一方面,通过表面包覆、离子掺杂、表面酸处理等方法进行改性以提升LMCM的电化学性能,虽然取得了一定的成果,但是并不能完全满足使用需求.因此,近年来学者们开始在材料结构优化及活性晶面调控方面不断尝试,在保持LMCM优点的同时,进一步提高材料的倍率性能和循环寿命,降低首次不可逆容量损失,抑制循环过程的电压衰减.材料晶体结构优化的主要研究方向有构筑缺陷体系、层状-尖晶石异质结构、微纳结构、多孔结构等,优化后的结构能够有效缩短充放电过程中Li+的扩散路径,提升材料的结构强度,减少过渡金属离子的迁移和相变的发生,增强电解液渗透性,有效提高材料的结构及电化学稳定性;而晶面调控通过构筑具有α-NaFeO2结构且晶向与锂层平行的晶面作为Li+脱嵌的电化学活性面,为Li+扩散提供畅通的路径,既能缩短Li+的扩散距离,又能提高Li+脱嵌的速率,从而提升材料大电流充放电能力.本文归纳了LMCM的研究进展,分别对材料的容量特性及结构演变、结构优化、电化学活性晶面调控等方面进行了介绍,分析了LMCM研究的成果和面临的问题,并对后续研究方向进行展望,以期为LMCM的设计和可控制备提供参考.     

《中国图象图形学报》三维视觉与智能图形专刊简介

在无人驾驶、虚拟/增强现实、智能机器人和人机交互等新兴应用的牵引下,在三维成像传感器、人工智能算法和高性能计算等能力升级的保障下,三维视觉与智能图形技术发展迅速,相互交融,在学术界和产业界均引起极大的关注。目前,在三维数据获取、三维场景建模、三维语义理解和高真实感绘制等方面依然存在诸多挑战。紧密结合人工智能与大数据技术的最新进展,推动三维视觉与智能图形理论与方法的进一步发展,促进相关技术的应用落地,都将对未来的学术、产业和社会带来重要影响。 为了促进我国三维视觉与智能图形相关技术、方法与应用研究的深入开展,及时反映我国学者在相关领域的最新研究进展,《中国图象图形学报》邀请业内专家共同策划推出“三维视觉与智能图形”专刊,主要收录国内学者在相关理论方法、关键技术、数据平台和典型应用等方面具有创新性、突破性的研究成果。 经过严格的评审,“三维视觉与智能图形”专刊共收录学术论文24篇,包括5篇“综述”、1篇“数据集”论文、6篇“深度估计与三维重建”论文、4篇“三维形状分析”论文、3篇“三维点云分割”论文、5篇“图像视频分析”论文。 5篇“综述”主要针对单目深度估计、三维点云配准、多源融合SLAM进行了系统性的总结与探讨,并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。 1)《基于深度学习的单目深度估计技术综述》对2014—2021年间深度学习用于单目深度估计的经典方法以及最新进展进行了全面综述,回顾了基于监督学习和无监督学习方法的发展历程。并对当前研究的现状、面临的问题及可能的解决方案进行了讨论。 2)《深度学习刚性点云配准前沿进展》聚焦于深度学习点云配准,重点阐述领域最新方法和发展趋势;对不同算法进行了详细阐述与归纳比较;介绍了多种度量指标以及在不同基准下的对比数据;最后讨论了当前深度点云配准面临的挑战,并对未来研究方向进行展望。 3)《三维点云配准方法研究进展》分别就非学习和基于学习的点云配准方法进行综述与对比分析,从应用场景、配准性能、应用条件、算法通用性方面指出了点云配准技术面临的挑战,并展望了未来的发展趋势。 4)《多源融合SLAM的现状与挑战》从多传感器融合(相机、激光雷达、惯性测量单元等两种或多种传感器的组合使用)、多特征基元融合(特征法与直接法,线、面等多维几何特征相结合)和多维度信息融合(几何信息、语义信息、物理信息、学习方法等相融合)3个层面对当前多源融合SLAM研究的状态、面临的挑战及未来方向进行综述。 5)《深度学习单目深度估计研究进展》分别论述了单图像训练模型、多图像训练模型和辅助信息优化训练的单目深度估计模型,系统分析了单目深度估计的最新研究现状和各类方法的优缺点,总结归纳了单目深度估计的未来研究趋势。 “数据集”论文《面向本征图像分解的高质量渲染数据集与非局部卷积网络》建立了新的高质量本征图像数据集,并提出一种基于图卷积的神经网络。由于显式地结合了非局部先验,该网络得到了更优的本征分解结果,并通过一系列应用任务得到了进一步的验证。 “深度估计与三维重建”栏目6篇论文分别：提出一种快速、鲁棒的结构化重建算法以自动生成轻量的多边形网格;提出一种基于多阶段指导网络的稠密深度图构建方法;为实现高精度的双目视差估计,提出采用单、双边多尺度相似性迭代查找的方法;提出一种显微光学系统成像模糊程度与景物深度关系曲线的获取方法;对多视图立体三维重建中的特征提取模块和代价体正则化模块进行研究,提出一种基于注意力机制的端到端深度学习架构;提出一种基于场景几何的方法在自动驾驶领域实现真实尺度恢复。 “三维形状分析”栏目4篇论文分别：提出了一种基于显著性图的点云替换对抗攻击方法;利用网格简化的边收缩操作建立网格层次结构,提出了一种新的网格池化操作;提出一种新颖的无翻转体映射计算方法,其核心是一种新的变形方法;为更好地提取残缺点云的局部特征信息,使得点云补全的结果更加准确,提出了嵌入注意力模块的多尺度点云补全算法。 “三维点云分割”栏目3篇论文分别：为建立三维模型语义部件之间的对应关系并实现模型自动分割,提出一种利用隐式解码器的无监督三维模型簇协同分割网络;为更好地在从无序的点云中挖掘形状特征,提出一种能够端到端且鲁棒地处理点云数据的多维度多层级神经网络MM-Net;提出了一种基于多特征融合几何卷积神经网络(MFFGCNN)的机载激光雷达点云地物分类方法。 “图像视频分析”栏目5篇论文分别：提出了聚合细粒度特征的深度注意力自动裁图方法DAIC-Net;针对从单幅人脸图像中恢复面部纹理图时获得的信息不完整、纹理细节不够真实等问题,提出一种基于生成对抗网络的人脸全景纹理图生成方法;针对因视差过大和视差突变造成视觉不舒适度这一问题,提出了一种基于时空联合视差优化的立体视频重定向方法,将视频视差范围控制在舒适区间;提出一种多尺度可视化形状表示方法;提出一种基于热力图的6D物体姿态估计算法。 我们期待广大读者和科技人员通过本期“三维视觉与智能图形”专刊,能够更深入、更全面地了解该领域的最新方法和应用,吸引更多学者从事相关研究并产生具有国际影响力的优秀成果,为本领域的发展做出新的贡献。     

城区场景建筑物单体分割与结构重建耦合研究

随着无人机以及激光雷达在测绘领域的大规模应用,大量的城市场景稠密三维网格模型被生产出来,对其进行建筑物单体分割与结构化重建是计算机图形学领域极具挑战性的研究问题.本文对此提出了一种城区场景建筑物单体分割与结构化重建耦合处理的方法.首先,本文基于马尔可夫(Markov)随机场从场景中提取建筑物轮廓;然后,基于提取出的建筑物轮廓以及人造建筑竖直方向的规则性,引入了一种新的建筑物结构化模型——多层轮廓模型;最后,设计了一个自顶向下的城区场景建筑物单体分割与结构化重建耦合处理的并行系统,该系统能够高效地处理大规模城区场景.实验结果表明,本文方法生成的结构化模型最高实现了厘米级的精度.     

从单幅图像生成人物三维动画

传统的人物建模和动画绑定方法对人员专业性有较高要求,同时也涉及多种大型商业软件使用.提出一种从单幅图像中生成三维人物动画的方法.首先,借助基于深度学习的隐函数重建方法从图像中获得人物静态三维模型;然后,使用模板参数模型进行形状拟合匹配;最后,配准后参数模型的参数信息正确地迁移到静态模型上,使其可以自由变形以及被动画驱动,并基于该方法构建了应用系统.从模型匹配结果、动画生成结果和人物模型质量等方面对所提方法进行评估,实验合成的图片结果清晰度及人体关键点识别正确率表明,与当前主流的方法相比,所提方法能够获得更加优越的结果.     

粉体化学镀银的研究进展

介绍了化学镀银的机理;阐述了近年化学镀银在金属粉体、无机非金属粉体和有机高分子粉体方面的研究进展,以及还原剂、温度、镀液pH值、镀液配制工艺、外力场等因素对粉体化学镀银过程中粉体分散性、镀层性能的影响;提出了粉体化学镀银存在的问题及今后的研究方向。     

超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO₄-H₂SO₄体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明:500 A·m-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10-11 A·cm-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10-3 A·cm-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3 h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.      

复合氧化剂在合成导电聚苯胺中的应用

以苯胺为单体,采用(NH4)2S2O8和抗坏血酸组成的复合氧化剂,在硫酸水溶液中,用化学氧化法直接合成导电聚苯胺。系统地研究了复合氧化剂配比、硫酸的浓度、氧化剂浓度等因素对苯胺聚合反应的影响。结果表明,该方法聚合反应的最佳条件为:在10~25℃的温度范围内,不加氮气保护条件下,苯胺1.0 mol/L,H2SO41 mol/L,(NH4)2S2O81 mol/L,(NH4)2S2O8/抗坏血酸(C6H8O6)的配比为10∶1,合成了电导率达1.33 S/cm、产率达82.17%的聚苯胺。通过红外光谱和X衍射研究了通过不同氧化剂聚合得到聚苯胺的结构变化,结果表明,复合氧化剂氧化聚合得到的聚苯胺结晶比通过过硫酸胺作氧化剂聚合得到的聚苯胺结晶好,并且相应基团在红外光谱上发生红移。     

水热法制备杂化型MoO3/CeO2复合催化剂的电化学性能及表面结构

以CeO2为载体和钼酸铵为原料,在70℃下,采用水热法制备了MoO3含量分别为0、5wt%、7.5wt%、10wt%、12.5wt%、15wt%和20wt%的杂化型MoO3/CeO2复合催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)等对所制备催化剂的结构、形貌以及表层MoO3与CeO2之间的相互作用进行分析;并以硫酸溶液水电解为目标反应,对杂化材料进行了电催化活性测试,考察MoO3含量对复合催化剂反应活性的影响.结果表明,杂化型MoO3/CeO2催化剂的电催化活性明显优于纯CeO2,当MoO3的质量含量为12.5wt%时,所制备复合催化剂的电催化活性和导电性较佳.活性提高的主要原因是MoO3在CeO2表面上的单层分散阈值在12.5wt%～15wt%之间,MoO3通过Mo O Ce化学键而牢固结合在CeO2表面,改善了杂化型MoO3/CeO2复合催化剂的表面性能.     

网络性能的分析、评价模型及其软件实现

通过网络参数设置、建立性能分析模型、采用新网络测试技术和使用开源网络测试软件Cacti进行具体网络测试与分析。搭建一个小型的骨干网络来模拟运营商的IP承载网,在IP网络的核心,以具体的网络故障排除作为分析实例,使用Cacti对网络流量进行监控和对流量图进行分析,以及性能测试与网络性能瓶颈分析,最后提出相关优化解决方案。     

GPS接收机天线相位中心随不同截止卫星高度角变化对基线的影响

分析了不同卫星高度角的观测值对接收机天线相位中心改正和基线解算的影响,理论分析和实验结果表明:对于中长距离的基线,采用天线指向北方向的方法仍不能完全消除天线相位偏心差造成的误差影响,因此该因素必须在数据处理中加以考虑。