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2011年 第47卷 第6期 刊出日期：2011-11-20

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北京大学学报

几种低差分一致的二项式函数

郭腓望,张习勇,韩文报

2011, 47(6):  973-977. 

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通过选取两个单项式的组合，给出几种低差分一致的函数的构造, 得到一些二次差分4一致性和三次差分6一致性的二项式函数, 并利用二阶非线性度等给出了三次函数的非线性度的一个下界。新构造的函数具有低差分一致性和较高的非线性度。

吸气式汽油/空气脉冲爆震发动机组合气动阀研究

郑殿峰,杨义勇,王家骅

2011, 47(6):  978-982. 

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研究了一种高性能吸气式脉冲爆震发动机(PDE)气动阀。将钝体和旋流两种气动阀串联安装在PDE进气道内, 通过改变气动阀和喷嘴位置, 构成多种组合气动阀。实验表明: 组合气动阀能够产生连续的爆震波; 上游钝体气动阀和下游旋流气动阀的组合效果最好; 组合气动阀的爆震燃烧性能优于单个气动阀; 钝体气动阀优于旋流气动阀。研究结果对开发新式的气动阀结构和燃油雾化蒸发掺混装置有重要指导意义。

建立错牙合畸形数字化诊断模板及标志点自动识别研究

韩冰,许天民,林久祥

2011, 47(6):  983-989. 

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为了给计算机自动识别诊断提供模板参考并初步尝试计算机自动识别, 将2249例错牙合畸形样本进行聚类和判别分析, 以60个标志点的坐标值作为分类变量, 形成21个数字化诊断模板, 总判别准确率和交互验证准确率分别达到89.1%和85.0%。采用判别方程或者模板特征对新样本进行分类, 并为正畸临床诊断、疗效评价和预测提供参考。 采用模板匹配的方法对10例新样本的23个标志点进行初步计算机自动识别研究, 其中11个标志点的识别误差小于2 mm, 能够满足临床应用要求。

基于数字受控源的高精度锂电池组储能方案

严伟,刘豫章,康琦

2011, 47(6):  990-994. 

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提出了一种基于数字受控源, 由纯硬件实现控制算法的锂电池组储能方案。该方案能够同时检测锂电池组中各单体电池的状态, 并通过稳定且高精度的数控电信号输出, 为锂电池组提供最佳的储能模式, 解决了传统充电器控制方式中相对粗糙的信号采集与控制所造成的电池寿命缩短的问题, 并消除了充电过程中电池爆裂等安全方面的隐患。在一些不稳定的可再生能源供给的采集与存储等应用场所, 这种可靠、精确且通用性强的锂电池组的储能管理方案得以实施, 可为锂电池供电系统发挥出最优性能提供保障。

与飞行任务相关的认知负荷对听觉事件相关电位的影响

完颜笑如,庄达民,芦莎莎,刘伟

2011, 47(6):  995-1002. 

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为研究与飞行任务相关的认知负荷对听觉事件相关电位的影响, 采用14名被试者开展飞行模拟实验, 完成基于不同认知负荷水平的仪表监视任务。同时, 由耳机双侧呈现oddball模式下的听觉刺激, 引导被试者关注飞行模拟任务, 忽略听觉刺激。记录听觉事件相关电位失匹配负波(mismatch negativity, MMN)、N1和P2作为认知负荷的评价指标。实验结果表明认知负荷对额叶MMN的影响显著, MMN平均波幅在高认知负荷下显著增强, 表明被试者对任务不相关信息的自动加工能力提高, 且MMN平均波幅与模拟飞行期间被试者对异常信息的正确探测率正相关。提示额中央区的MMN对于与飞行任务相关的认知负荷具有较好的敏感性, 并可能用于复杂飞行任务的认知负荷水平评价。但是, 实验结果也表明认知负荷对早期听觉成分N1, P2以及颞叶MMN的影响不明显, 在一定程度上说明了听觉事件相关电位在评价与飞行任务相关的认知负荷时所表现出的复杂效应。

基于roBDD的细颗粒度动态污点分析

王铁磊,韦韬,邹维

2011, 47(6):  1003-1008. 

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研究了细颗粒动态污点分析的瓶颈所在，提出一种基于roBDD的细颗粒度离线污点分析方法。实验结果表明该方法能够显著提高细颗粒度污点分析的性能，并减低内存需求，为进一步扩大细颗粒度污点分析的应用提供了途径。

具有硬件适应性的多设备内容共享与版权保护方法

冯雪,俞银燕,汤帜

2011, 47(6):  1009-1016. 

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限制性太强的数字版权保护系统使得用户的一些合法权益无法得到保证, 用户希望合法购买的数字内容可以在其多台终端设备上使用并且允许终端设备的部分硬件变更。针对该问题, 提出具有硬件适应性的多设备内容共享与版权保护方法。该方法支持动态的内容共享, 满足共享节点间独立性, 并兼顾版权的安全性。同时, 该方法可以解决现有硬件自适应版权保护机制中存在的设备无关性问题, 适用于各类设备, 无需针对不同类型设备分别订制方案。

多波段光度计定标及误差分析

高玲,赵春雷,李成才,任通,李倩

2011, 47(6):  1017-1024. 

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根据Langley法定标的原理, 在河北省灵寿县对4台多波段太阳光度计MICROTOPSⅡ进行定标, 并采用最小二乘法得到了很好的定标结果。分别计算了仪器的视场角、通道的半波宽度、大气状况以及气体吸收等方面对定标结果造成的影响, 并且对水汽吸收通道(936 nm)采用修正的Langley法定标, 得到4台仪器各自5个通道的定标系数。将定标后的仪器在天津武清和河北石家庄进行了观测, 每两台仪器测得的气溶胶光学厚度(AOT)相对误差在1%左右, 说明此次利用Langley法定标的结果很好。

干旱半干旱区不同下垫面土壤温度计算方法比较研究

张海宏,刘树华,韦志刚,吕世华,侯旭宏,文军,高晓清

2011, 47(6):  1025-1033. 

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利用2009年7-8月敦煌、巴丹吉林沙漠边缘、巴丹吉林沙漠腹地和平凉的土壤温度观测资料, 采用热传导方法和热传导?对流方法分别计算了4个地区的土壤热扩散率及水通量密度, 并以5 cm深处土壤为上边界, 利用两种方法模拟了4个地区10 cm深处的土壤温度值。结果表明: 两种方法模拟出不同下垫面的土壤温度值及其日变化特征与实际观测基本一致, 白天的温度模拟值更加准确。敦煌、巴丹吉林沙漠边缘、巴丹吉林沙漠腹地和平凉4个地区的土壤热扩散率分别为1.62 × 10^-7, 6.92 × 10^-7, 8.01 × 10^-7和16.10 × 10^-7m²/s, 巴丹吉林沙漠边缘、巴丹吉林沙漠腹地和平凉黄土区的水通量密度分别为4.72, 9.22和7.06 m/s。在敦煌戈壁下垫面地区, 土壤含水量低, 热传导方法模拟的土壤温度的标准差较小。在巴丹吉林沙漠边缘、巴丹吉林沙漠腹地和平凉黄土下垫面地区, 由于考虑了水分的垂直运动对能量的输送, 热传导?对流方法模拟的土壤温度的标准差较小。

南祁连盆地三叠系烃源岩有机地球化学特征

谢其锋,周立发,马国福,谭修中,万延周,梁士伟,张凯,赵俊辉

2011, 47(6):  1034-1040. 

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通过系统的野外剖面测量和样品采集, 并运用岩石热解、有机碳测试、干酪根分析、镜质体反射率、饱和烃气相色谱、透射光照射等技术进行室内样品测试, 综合评价了南祁连盆地三叠系碳酸盐岩和泥岩露头样品的有机质丰度、类型和成熟度, 探讨了有机质的原始沉积环境和生源特征。结果表明: 尕勒得寺组(T₃g)属于好烃源岩, 有机质类型为Ⅰ~Ⅱ型, 大加连组(T₂d)为Ⅱ~Ⅲ型; 有机质演化程度高, 处于高?过成熟阶段; 碳酸盐岩和泥质岩沉积环境分别为海陆过渡相和陆源为主; 碳酸盐岩与泥岩有机质生源分别为生物降解的水生生物和陆生生物。

6000 aBP以来洞庭湖沉积记录的环境演变及其同人类活动的关系

李俊,王淑云,莫多闻

2011, 47(6):  1041-1048. 

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通过对东洞庭湖地区ZK01钻孔沉积物的粒度、磁化率、孢粉等古环境指标的分析, 初步揭示了该地区6000 aBP以来湖泊环境及气候演变的历史: 6000~4000 aBP, ZK01钻孔所在区域为水深较大的湖泊环境, 湖泊周围地区分布有亚热带常绿阔叶林植被, 代表较为湿热的气候; 4000~1000 aBP仍为深湖环境, 但后期水深有所减小, 其中4000 aBP的气候有明显变干变凉的趋势, 植被也发生了明显的变化; 1000~600 aBP湖泊演变为浅湖环境, 600 aBP之后进一步演变为浅滩与湖沼交互相环境。 该地区环境演变同史前及历史时期人类活动的相互关系研究表明, 6000~1000 aBP的水文环境及气候变化显著地影响了区域的古代人类文化与历史的进程, 其中4000 aBP的气候变凉及水文环境的变化可能是该地区史前文明迅速衰落的原因; 1000 aBP以来, 人类在长江两岸的筑堤和围垦等活动明显影响了洞庭湖地区的水沙过程及河湖环境的演变历史。

墨西哥湾盆地陆棚区油气田数量与储量规模的分形分析

鞠玮,侯贵廷,肖芳锋

2011, 47(6):  1049-1055. 

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在对墨西哥湾盆地陆棚区已探明油气田储量规模划分的基础上, 应用分形理论对油气田数量与储量规模之间的分形关系进行了研究, 讨论了油气田储量规模分布的分数维值D的含义。油气田储量规模分布的分数维值D反映了油气田的勘探开发程度, 勘探开发程度越高, 分数维值D越大; 勘探开发程度越低, 分数维值D越小。利用分形方法可以较好地分析油气田储量规模与数量之间的关系, 评判油气田勘探开发的程度, 预测未来发现油气田的数量及其储量规模。

中条山西南地区基性岩墙群的地球化学特征及其地质意义

舒武林,侯贵廷,王传成,肖芳锋,李乐

2011, 47(6):  1055-1062. 

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根据岩石学和地球化学组成分析, 分3组讨论了中条山西南地区辉绿岩岩墙群的成因。结果表明: 它们都是富集地幔源区源岩部分熔融的产物。第1组岩墙是初始岩浆经历少量的铁镁质矿物分离结晶作用的产物; 第2组和第3组岩墙是玄武质岩浆又经历壳幔岩浆混合和斜长石、钛磁铁矿等分离结晶作用的产物; 第3组岩墙可能受地壳混染和后期热液蚀变的影响较大。它们都形成于板内伸展环境, 可能与熊耳?中条拗拉谷的发育有关。

汶川地震序列震源机制解研究

崔效锋,胡幸平,俞春泉,陶开,王艳华,宁杰远

2011, 47(6):  1063-1072. 

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利用2008年5月12日至8月7日包括国家地震台网、 地方区域地震台网和流动地震台网在内的1023个地震台站及IRIS台站的数字地震波形记录资料, 读取P波初动极性, 并采用改进的格点尝试法对汶川地震序列震源机制解进行求解, 给出121个4.0级以上质量可靠的震源机制解。根据求解结果发现: 汶川Ms 8.0级主震P波初动解为纯逆冲型; 汶川余震序列震源机制解绝大部分是逆冲型或走滑型地震, 并具有分段分布特征; 其P轴方位有两个优势分布方向: 北西西?南东东向和北东东?南西西向。

干旱区生态环境敏感参量遥感反演与评价系统研究

孙权,张显峰,江淼

2011, 47(6):  1073-1080. 

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针对传统观测手段难以满足大范围快速生态环境变化监测需要的问题,在分析干旱区地表覆盖类型与气候特点, 以及干旱区生态环境监测与评价的具体需求基础上, 运用遥感技术反演生态环境敏感参量并根据相应的需求建立了基于这些参量的评价模型。在Microsoft .NET平台上, 利用ArcEngine组件实现了遥感影像数据的可视化与空间分析功能; 利用IDL (interactive data language)开发的遥感反演算法, 实现了生态环境敏感参量的遥感提取, 最终开发集成了干旱区生态环境敏感参量遥感反演与评价模型系统。通过将该系统在新疆石河子地区进行应用, 对系统功能进行了测试。结果表明, 本系统能够比较稳定地运行, 比较方便和准确地通过遥感手段获取关键生态环境参量, 为干旱区生态环境保护和监测提供了技术支持, 也将促进空间信息技术在干旱区生态环境监测中的综合应用。

基于EIO-LCA的燃料乙醇生命周期温室气体排放研究

李小环,计军平,马晓明,王靖添

2011, 47(6):  1081-1088. 

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基于中国2007年EIO-LCA模型和PLCA构建了混合生命周期评价模型, 计算了木薯乙醇生命周期的温室气体排放量, 并将间接排放分解到43个行业部门。研究显示, 木薯乙醇生命周期温室气体净排放总量为96.2 g/MJ, 其中直接和间接排放量分别为130.2和36.9 g/MJ, 光合作用吸收CO₂ 70.9 g/MJ。间接排放中, 排放最多的部门是电力、热力的生产和供应业, 占间接排放总量的32.2%。另外, 相对于传统汽油, 木薯乙醇的减排效果并不明显。混合生命周期评价模型能更全面的计算燃料乙醇生命周期的温室气体排放量, 反映间接排放在生产链各部门的分布情况, 对相关减排政策的制定具有指导意义。

基于能值改进生态足迹模型的全国省区生态经济系统分析

高阳,冯?,王羊,李双成

2011, 47(6):  1089-1096. 

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以我国1996, 2000, 2004, 2008年各省区为例, 分别采用传统生态足迹模型及基于能值改进生态足迹模型, 从全国、地区、省区内3个层面, 利用Theil系数进行区域可持续性及东、中、西部地区时空差异判定。结果表明: 改进模型计算结果绝对数值明显高于传统模型, 总体人均生态足迹、生态承载力及生态盈余与赤字区域排列均为东部>中部>西部。东、中、西部地区区内及区际差异结果分解表明: 我国生态足迹、生态承载力省、区间的差异主要由区域内部省间差异导致; 东、中、西地区尺度上, 三者间差异并非构成我国区域差异的主体, 区间差异基本保持稳定; 区内尺度上, 除西部地区外, 东、中部地区差异略有下降, 而西部地区异质性减少明显。

基于遗传算法的非线性Lowry模型模拟研究

周彬学,戴特奇,梁进社,张华

2011, 47(6):  1097-1104. 

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利用遗传算法思想, 借助以MATLAB语言为基础的遗传算法工具箱, 在验证遗传算法在三区域、三部门模拟运算适用性之后, 用非线性Lowry模型对扇形城市空间结构下的九区域、三部门进行模拟实验。结果表明: 在各区域居住魅力相同的情况下, 交通因素对城市居住空间结构变化起到至关重要的作用; 交通区位最好的区域也是人口密度最大的区域, 因为用地的有限性和地区产值的最大化追求, 使这些区域也是高附加值产业首选之地。研究结果展示了非线性Lowry模型良好的解释能力, 为该模型推向具体城市模拟研究打下良好基础, 提高了其实用性。

未来气候变化情景下我国粮食供需平衡风险研究

周巧富,戴尔阜,吴绍洪,潘韬,陈曦炜

2011, 47(6):  1105-1115. 

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“粮食供需平衡风险”定义为未来气候变化对我国粮食供需的影响程度。基于IPCC 排放情景特别报告(SRES)中B2情景气候条件下的我国粮食生产模拟结果, 构建该框架下我国粮食消费分析情景, 最终建立以自给粮食供应程度为核心的粮食供需平衡风险标准。借助GIS空间分析技术, 探讨县域尺度上近期、中期和远期的气候变化将会给我国粮食供需平衡带来怎样的风险局面。结果表明气候变化将会在一定程度上加剧我国的粮食供需平衡形势。3个时段内, 粮食供需风险局面严峻形势由高到低排序: 中期>远期>近期。具体地, 中期面临的供需风险的县市比例高达66.99%, 其中中风险和高风险区域范围最广, 两者所占比例高达29.5%; 近期风险形势相对较为缓和, 上述比例降低到25.54%, 其中高风险县市比例较低约为10.72%, 中风险约为14.82%; 在空间格局上, 黄淮海区、黄土高原区、西南区以及青藏区的东缘面临的风险形势相对较为严峻, 东北区、甘新区以及内蒙及长城沿线区则相对较为良好。

酸析-混凝-微电解组合工艺预处理精制棉黑液研究

于钰,叶正芳,赵泉林

2011, 47(6):  1116-1120. 

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采用酸析-混凝-微电解组合工艺预处理精制棉黑液, 研究pH对处理效果的影响。采用紫外-可见分光光度法和急性毒性试验研究组合工艺对精制棉黑液成分变化的影响。结果表明, 各阶段最佳pH条件为: 酸 析pH=2; 混凝pH=12; 微电解pH=4~5。通过组合工艺预处理, 精制棉黑液的COD由5400 mg/L降至1900 mg/L, 去除率为65%; BOD5由2860 mg/L降至1080 mg/L, 去除率为62%; TOC由2080 mg/L降至906 mg/L, 去除率为56%; 黑液色度由原水的4500降至50, 去除率为99%; 50%抑光率稀释比(LIR50)由250降至17, 急性毒性降低93%; 紫外可见吸收光谱结果显示, 部分含共轭双键和苯环的难生化降解物质得到析出或转化。酸析-混凝-微电解组合工艺预处理精制棉黑液取得了较好的处理效果, 为后续的生化处理提供了理论依据。

基于结构方程模型的乡村节事及节事旅游影响的居民感知研究??以北京长哨营村为例

戴林琳,盖世杰

2011, 47(6):  1121-1128. 

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以长哨营村这一京郊地区节事及节事旅游较为发达的乡村单元为研究案例, 选取2010年3?5月间反映居民感知的微观数据, 通过验证性因子分析, 在19个测项中提取人文环境提升、经济生活改善、环境恶化及社会矛盾加剧的感知等4个居民感知因子, 并将其设定为一阶潜变量, 以居民对节事成本感知和收益感知为二阶潜变量, 以居民的参与度和支持度为潜变量, 构建反映三者关联及具有因果关系的结构方程模型, 定量测度了居民参与度、居民的节事影响感知(包括成本感知和收益感知)、居民支持度之间的关联程度, 并逐一验证四者之间的5项关联假设。结果表明: 居民参与度与收益、成本感知及居民支持度均存在一定的正相关性, 收益、成本感知分别与居民支持度存在正、负相关性; 其中, 居民参与度对收益感知的作用远大于成本感知, 收益感知对居民支持度的作用也远大于成本感知。

近30年中国不同土地覆被类型的地表气温变化

李琰,赵昕奕

2011, 47(6):  1129-1136. 

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利用气象观测减再分析资料方法(OMR)研究了中国不同土地覆被的地表气温变化。使用1979?2007年的地面观测气温和NCEP/NCAR R1再分析地表气温月数据, 计算了OMR趋势, 得到中国OMR气温趋势为+0.18℃/10a。采用AVHRR全球土地覆被分类数据统计中国不同土地覆被的OMR气温趋势。结果表明地表气温变化对不同土地覆被的敏感性存在差异。大部分土地覆被类型OMR趋势为正, 森林覆被型为负。不同土地网格阈值下的OMR结果相差不大, 说明这种方法的可靠性。

新中国成立60周年庆典的心理影响分析

马化祥,秦博,吴昊,谢晓非

2011, 47(6):  1137-1142. 

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以参加新中国成立60周年庆典的北京大学志愿者为被试, 通过两次问卷调查取样, 分析了庆典对参与个体多种积极的心理作用, 探讨了庆典对个体国家认同感的提升机制, 检验了国家认同感在其中所起的中介作用。结果表明, 庆典可以提升个体的志愿活动意愿、生活满意度; 国家认同感, 而非个体的情绪反应, 在其中起了中介作用; 并且, 依据社会认同理论, 庆典可以提升个体对国家的认同感及个体自尊。还讨论了参加大型活动及类似的公益活动对大学生心理健康及爱国主义教育的积极影响。

中国大气污染控制策略与改进方向评析

吴丹,张世秋

2011, 47(6):  1143-1150. 

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中国目前区域复合污染现象突出, 现行大气环境质量管理制度安排无法反映这种污染形势的变化。现行的传统污染控制策略的局限性可以概括为: 单纯以主要污染物减排量作为最终控制目标缺乏有效性; 单一指标控制和属地管理模式使得区域总体和长期控制成本高昂。在总结国外经验的基础上, 提出以下政策建议: 在大气污染控制决策过程中应尽快把目标从减少污染物排放转变为减少环境损害(或提高环境质量效益); 污染控制应从单一污染物控制转向多种污染物控制; 应该基于共同发展、区域联防联控的原则, 建立基于区域大气环境管理的生态补偿机制。

共振隧穿现象与LED失效模型的分析方法

袁晨,严伟

2011, 47(6):  1151-1154. 

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针对实验中发现的受静电损伤LED与共振隧穿二极管(RTD)模型有相似表现的现象, 提出一种LED失效分析方法。经过500~3000 V的HBM模型损伤, 一部分失效LED的I-V曲线表现出类似共振隧穿二极管(RTD), 正向电流呈现隧道电流的特征, 证实静电损伤路径穿越了LED内量子阱, 改变了内部的结构。将这种曲线与RTD做对比, 并推广至其他失效曲线的分析, 建立了一套通过伏安特性曲线对比方法, 分析LED受损位置。这种失效模型分析方式可以不借助微观实验, 直接进行判断, 并可通过经验不断丰富。

聚合物包覆锂离子电池正极材料LiFeBO₃的性能研究

杨驰,王洪,郭春泰,孙礼安

2011, 47(6):  1155-1158. 

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以偏硼酸锂和三氧化二铁为原料, 采用固相反应, 合成了动力锂离子电池新型正极材料LiFeBO₃, 并对该材料进行有机硅聚合物包覆保护处理。采用XRD和SEM等方法对样品进行表征。实验表明, LiFeBO₃具有较高的重量比容量, 而且有机硅聚合物包覆后的硼酸铁锂具有更好的电化学性能, 5%硅聚合物包覆的硼酸锂首次放电容量达195 mAh/g, 0.5 C充放电循环50次后容量衰减只有4.3%。