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AG平台真人 真人AG 平台官网AG平台真人 真人AG 平台官网2.本技术要求2018年11月13日提交的美国临时专利申请no.62/760,730的优先权，该临时申请通过引用全文纳入本技术中。
3.本发明涉及储能装置的电极材料。更具体地说，本发明涉及在储能装置(例如电池和超级电容器)中用作电极材料的活性炭材料。
4.本发明的一个实施例涉及包含活性炭颗粒的活性炭粉末，其中所述活性炭颗粒的brunauer
teller(bet)表面积是大约900m2/g至大约2500m2/g。其中所述活性炭颗粒包含：
9.(b)氮，其含量(采用x射线光电子能谱法测定)是活性炭颗粒的大约0.3原子％至大约1.8原子％，其中至少一些氮原子取代了g
10.(c)直径2nm至5nm的中孔和直径小于2nm的微孔，所述活性炭颗粒具有：
11.(i)采用barrett、joyner和halenda(bjh)方法测定的平均孔隙宽度是大约1nm至大约4nm；
plot)法测定的微孔表面积是大约300m2/g至大约1350m2/g；和
13.(iii)水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积表面积是大约1000m2/g至大约3000m2/g。
14.本发明的一个实施例涉及制备上述活性炭粉末的活性炭颗粒的方法。所述方法包括：
15.对包含未炭化植物材料粉末、部分炭化植物材料粉末或它们的组合的前体进行活化
热解处理期间与所述前体中的碳反应，从而形成一种或多种反应产物，所述反应产物适于在所述活化
22.图1示出了商品炭和本发明活性炭实施例的比容量与扫描速率和电流密度的关系图。
23.图2示出了大豆叶来源碳的xrd图，其中叶与koh的质量比分别为1:0(未活化)、1:0.5、1:1和1:2。
解吸等温线图，其中大豆叶在叶与koh的质量比分别为1:0.5、1:1和1:2的条件下活化。
25.图4示出了大豆叶来源活性炭的bjh孔径分布图，其中大豆叶在叶与koh的质量比分别为1:0.5、1:1和1:2的条件下活化。
26.图5示出了大豆壳材料来源碳的拉曼光谱图，其中大豆壳材料在壳与koh的质量比分别为1:0.5、1:1、1:2和1:3的条件下活化。
27.图6示出了大豆茎材料来源碳的拉曼光谱图，其中大豆茎材料在茎与koh的质量比分别为1:0.5、1:1、1:2和1:3的条件下活化。
28.图7示出了大豆壳材料来源碳的拉曼光谱图，其中大豆壳材料在叶与koh的质量比分别为1:0(未活化)、1:0.5、1:1和1:2的条件下活化。
29.图8示出了大豆壳、茎和叶材料来源碳的扫描电子显微镜(sem)图像，这些材料在指定的大豆材料与koh的质量比条件下活化。
30.图9示出了大豆壳来源碳的xrd图，其中大豆壳在壳与koh的质量比分别是1:0(未活化，sb
31.图10示出了大豆茎来源碳的xrd图，其中大豆茎在茎与koh的质量比分别是1:0(未活化，sb
解吸等温线图，其中大豆壳在壳与koh的质量比分别是1:0(未活化，sb
解吸等温线图，其中大豆茎在茎与koh的质量比分别是1:0(未活化，sb
34.图13示出了大豆壳来源碳的bjh孔径分布图，其中大豆壳在壳与koh的质量比分别是1:0(未活化，sb
35.图14示出了大豆茎来源碳的bjh孔径分布图，其中大豆茎在茎与koh的质量比分别是1:0.5(sb
3(即在壳与koh质量比为1:1的条件下来源于大豆壳的活性炭)的比电容随施加电流密度的变化。
37.图16是商品炭和掺氮商品炭的充放电曲线是采用本发明一个实施例的活性炭材料制造的纽扣电池超级电容器的电容保持率％和库仑效率随充放电循环次数变化的曲线步法从大豆茎制备并使用1:0.5重量比活化的活性炭在100mv/s下的cv曲线步法从大豆茎制备并使用1:0.5重量比活化的活性炭在200mv/s下的cv曲线步法从大豆茎制备的活性炭在1a/g时的电荷存储容量对比图，其中每个柱形图上所示比例对两步法来说是预活化碳与活化剂之比以及对一步法来说是大豆茎与活化剂之比。
42.图21是采用2步法和采用1步法从大豆茎制备的活性炭在5a/g时的电荷存储容量对比图，其中每个柱形图上所示比例对两步法来说是预活化碳与活化剂之比以及对一步法来说是大豆茎与活化剂之比。
43.图22是采用一步法合成的大豆茎活性炭(1:0.5)在三种电流密度(1a/g、5a/g和10a/g)下的电荷存储容量对比图。
44.图23(a)示出了电荷存储容量与施加电流密度的关系图，以及(b)示出了采用一步法大豆茎:koh(1:1)活性炭所制造器件在6m koh电解液中的功率密度与能量密度关系图。
45.图24(a)示出了采用一步法大豆茎:koh(1:1)活性炭所制造器件的电容保持率和库仑效率与充放电循环的关系图，和(b)示出了器件1、串联器件1和2以及串联器件1、2和3的充
放电特性图，其中每一个器件是采用一步法合成炭(茎:koh(1:1)活性炭)制造的，其中器件1采用6m koh作为电解液，器件2采用6m naoh作为电解液，器件3采用6m lioh作为电解液。
47.如上所述，本发明的一个实施例涉及一种包含活性炭颗粒的活性炭粉末。重要的是，本发明的活性颗粒源自通常被认为是废物的植物基材料。正如下文将更详细讨论的那样，相信与商品炭颗粒相比，初始材料的组成以及所述材料的处理得到了具有期望性质的活性炭颗粒。例如，已经观察到，本发明活性炭颗粒的一个实施例表现出大约是商品炭电极材料的7.5倍的储能容量和稳定的倍率性能，这是由于所述实施例的活性炭在放电电流密度从3a/g增加至15a/g时维持其初始储存容量的大约83％，而商品炭颗粒在类似条件下仅维持其初始储存容量的大约16％。
50.如上所述，本发明的活性炭颗粒源自植物基材料。基本上可以使用任何合适的植物基材料，但出于经济和环境原因，通常需要使用被视为废物的植物材料或生物质。例如，合适的生物质包括非谷物大豆植物部分(例如，叶、壳和茎)、大豆粒、柑橘果皮(例如，橘子、
柠檬、酸橙等)、香蕉皮、茶叶、玉米秸秆、玉米粒、玉米酒糟、椰子壳及它们的组合。在一个实施例中，植物基材料/生物质是选自由壳、茎、叶及它们的组合组成的组的非谷物大豆植物的各部分。虽然本发明的大部分内容和此处所述的实例涉及所述大豆植物材料实施例，但是，除非明确指出，否则不应将其解释为限制性的。相反，除非明确指出，此处的教导同样适用于其他类型的植物材料。
51.通常，植物基材料经历了机械操作，例如切割、切碎、粉碎、研磨等，可能进行漂洗和干燥，从而使植物基材料是干燥的粉末或颗粒。
52.据信这些植物基材料的组成在本发明活性炭颗粒的独特和期望的性质中发挥作用，但并不受此特定理论的束缚。据信材料中的蛋白质产生包含氮原子的导电的活性炭颗粒，所述活性炭颗粒的石墨相或g
带碳sp2杂化石墨相的晶格结构中，至少有一部分氮取代了碳原子，但并不受此特定理论的束缚。
54.用于生产活性炭粉末的活性炭颗粒的制备方法可包括任选的对植物材料粉末的加热预处理，所述植物材料粉末包含清洁和干燥的植物材料颗粒。加热预处理包括在预处理惰性气氛中，以预处理温度和预处理时间加热植物材料粉末，使之足以释放出植物材料粉末中挥发性、低稳定性的分子，从而产生适合下述活化
55.在一个实施例中，预处理惰性气氛选自由氮气、氩气及它们的组合组成的组；预处理温度是大约250℃至大约500℃；预处理时间为大约1小时至大约2小时。
56.在另一个实施例中，预处理惰性气氛选自由氮气、氩气及它们的组合组成的组；预处理温度是大约300℃到大约400℃；预处理时间为大约1小时至大约2小时。
57.如果进行加热预处理，则所述方法可在此处称为“2步”法或“两步”法。如果不进行加热预处理，则所述方法可在此处称为“1步”法或“一步”法。令人惊讶的是，不进行任选的加热预处理显著地减少了处理时间和成本，但并不会显著降低所得材料的电荷存储容量。事实上，目前为止的一些结果已经表明，一步法实际上可以增加电荷存储容量。例如，图18和图19所示的2步法和1步法所得炭的电流
电压特性是类似的。另一方面，如图18和19所示，与2步法所得炭相比，1步法所得炭的cv曲线下具有较大的面积，表明1步法所得碳提高了电荷存储容量。除非另外明确说明，否则此处所述活性炭粉末的性质适用于通过1步法或2步法制备的粉末。
59.所述方法包括对包含未炭化植物材料粉末、部分炭化植物材料粉末(可能已经进行了上述加热预处理)，或它们的组合的前体材料开展活化
热解处理，使所述前体材料炭化，并有助于形成高表面积、改进的中孔和微孔孔隙度、改进的组成、和改进的晶体结构。为了避免混淆，在部分炭化植物材料粉末的情况下，活化
热解处理期间与前体中的碳反应，从而形成一种或多种反应产物，这些反应产物适于在活化
由koh、naoh、zncl2、h3po4、蒸汽及它们的组合组成的组。在另一个实施例中，活化剂是koh。
62.控制活性炭颗粒一种或多种性质的重要因素是活化剂的选择以及混合物中活化剂和前体的相对含量。已经观察到，koh是上述活化剂中活性最强或效率最高的活化剂。此外，已经观察到，增加活化剂相对前体的用量，则会增大所得活性炭颗粒的表面积。已经观察到，活性炭颗粒内中孔(即直径2nm到4nm的孔)和微孔(即直径小于2nm的孔)的相对量受活化剂相对前体的用量影响。特别是，已经观察到，平均孔径随活化剂相对量的增加而趋于减小。最初考虑时，这种观察结果似乎是违反直觉的，因为人们本来期望孔径随活化剂量的增加而增加。据信平均孔径的减小可能是孔隙达到足够大的尺寸时坍塌的结果，但并不受限于特定的理论。
63.此外，已经观察到，活性炭颗粒的氮含量(下面将更详细地论述)随着活化剂相对量的增加而趋于降低。
64.此外，已经观察到，活性炭颗粒的晶体结构均匀性(将在下文中详细说明)随着活化剂相对量的增加而趋于降低。据信作为活化过程的一部分，会失去氮原子(取代活性炭颗粒中碳的石墨相或g
带碳的晶体结构失去均匀性，因此，随着活化剂相对用量的增加，相对于金刚石相或d
65.在一个实施例中，前体和非蒸汽活化剂的质量比是大约1:0.5至大约1:3。
66.在另一个实施例中，前体和非蒸汽活化剂的质量比是大约1:1至1:2。
67.在另一个实施例中，前体和非蒸汽活化剂的质量比是大约1:0.125至大约1:1。
70.在一个实施例中，热解气氛选自由氮气、氩气及它们的组合组成的组；热解温度是大约600℃到大约900℃；热解时间为大约1小时至大约2小时。
71.在另一个实施例中，热解气氛选自由氮气、氩气及它们的组合组成的组；热解温度是大约700℃到大约850℃；热解时间为大约1小时至大约2小时。
热解材料中碳和活化剂反应生成的一种或多种反应产物，从而形成活性炭粉末的活性炭颗粒。
74.在一个实施例中，所述洗涤处理的至少一种洗涤液是包含选自由hcl、去离子水及它们的组合组成的组的溶解化合物的溶液。
75.在另一个实施例中，所述洗涤处理的至少一种洗涤液是包含hcl溶液和去离子水的溶液，其中随后的洗涤液是去离子水。
77.所述方法可进一步包括干燥活性炭颗粒。此外，如果活性炭颗粒已结块，则可对其进行物理操作(例如研磨)以更好地将其分离。
80.如上所述，本发明的活性炭颗粒具有某些使其非常适合电能储存应用(例如作为电池和超级电容器的电极)的特性。其中一种特性是相对高的表面积。例如，在一个实施例中，活性炭颗粒的brunauer
teller(bet)表面积是大约1100m2/g至大约2100m2/g。在另一个实施例中，活性炭颗粒的bet表面积是大约900m2/g至大约2500m2/g。在另一个实施例中，活性炭颗粒的bet表面积是大约1300m2/g至大约2100m2/g。
81.如上所述，通过选择活化剂、及碳前体相对于材料的用量可在很大程度上控制表面积。具体地说，选择更有效的活化剂和/或活化剂相对前体更多的用量倾向于产生更高的表面积。
83.活性炭颗粒包含碳，而碳具有不同的晶体结构。具体地说，所述碳包含对应于sp3杂化无序碳相的d
带碳sp2杂化石墨相的晶格结构中，至少有一些氮原子取代了碳原子。此外，如上所述，活性炭颗粒的氮含量可通过活化
热解处理来控制或选择。特别是，已经观察到前体和活化剂的质量比对氮含量起非常重要的作用。据信氮可以通过孔从活性炭中析出或去除，作为活化剂和前体之间活化反应的一部分形成所述孔，但不受限于特定的理论。
90.已经观察到，通过控制活性炭颗粒中的氮含量，使x射线光电子能谱测定的氮含量是活性炭颗粒的0.5原子％到1.7原子％，可以使活性炭颗粒具有电存储应用(如电池和超级电容器)的电极所需的理想性能。
91.在另一个实施例中，氮的含量是活性炭颗粒的大约0.4原子％至大约1.8原子％。
92.在另一个实施例中，氮的含量是活性炭颗粒的大约0.5原子％至大约1.1原子％。
94.如上所述，活性炭颗粒还包含直径2nm至4nm的中孔和直径小于2nm的微孔。除了表面积是大约1000m2/g至约2500m2/g之外，本发明活性炭颗粒的孔隙率还可以以多种方式来表征(例如，见下表a)。
96.例如，活性炭颗粒可根据平均孔隙宽度来表征，平均孔隙宽度是中孔和微孔相对数量的量度。在一个实施例中，采用barrett、joyner和halenda(bjh)方法测定的吸附平均孔隙宽度是大约1nm至大约4nm。在另一个实施例中，平均孔隙宽度是大约1nm至大约2nm。在另一个实施例中，平均孔隙宽度是大约2nm至大约4nm。
97.调节孔径的能力允许使用范围广泛的各种电解液。适当大小的孔将使电解液离子容易进入这些炭的孔中。
99.本发明的活性炭颗粒也可以采用微孔表面积来表征。例如，在一个实施例中，采用t
plot)法测定的微孔表面积是大约300m2/g至大约1300m2/g。在另一个实施例中，活性炭颗粒的微孔表面积是大约1000m2/g至大约1300m2/g。在另一个实施例中，活性炭颗粒的微孔表面积是大约600m2/g至大约1200m2/g。
102.本发明的活性炭颗粒也可以采用微孔容积来表征。例如，在一个实施例中，采用t
plot)法测定的微孔容积是大约0.1cm3/g至大约0.7cm3/g。在另一个实施例中，活性炭颗粒的微孔容积是大约0.4cm3/g至大约0.7cm3/g。
105.活性炭颗粒也可采用一定尺寸范围的微孔的累积表面积来表征。例如，在一个实施例中，当微孔水力半径在0.285nm至1.30nm范围内时，活性炭颗粒的微孔的累积表面积是大约1000m2/g至大约3000m2/g。在另一个实施例中，水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积表面积是大约1400m2/g至大约2600m2/g。在另一个实施例中，水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积表面积是大约1700m2/g至大约2700m2/g。
106.已经观察到，水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积表面积对炭的电荷存储容量有影响。例如，水力半径在0.285nm到1.30nm范围内的微孔的累积表面积在2000
2600m2/g的范围内被认为允许电解液相对容易进入孔内，从而提供更高的电荷存储容量。
108.活性炭颗粒也可采用一定尺寸范围的微孔的累积容积来表征。例如，在一个实施例中，水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积容积是大约0.35cm3/g至大约1.6cm3/g。在另一个实施例中，水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积容积是大约0.6cm3/g至大约1.1cm3/g。在另一个实施例中，水力半径在0.285nm至1.30nm范围内的微孔的累积容积是大约0.4cm3/g至大约1.4cm3/g。
111.活性炭颗粒特别适合用作电池和超导体等储能应用中的电极材料。它们针对所述应用的适合性可根据比电容(c
112.在一个实施例中，两步法制备的活性炭颗粒在1安培/克(a/g)电流密度下的比电容是大约130法拉/克(f/g)至大约330f/g。在另一个实施例中，电流密度为1a/g时的比电容是大约160f/g至大约210f/g。在另一个实施例中，电流密度为1a/g时的比电容是大约110f/g至大约260f/g。
113.在一个实施例中，一步法制备的活性炭颗粒在1安培/克(a/g)电流密度下的比电容是大约100f/g至约250f/g；在5安培/克(a/g)电流密度下，比电容是大约80法拉/克(f/g)至大约175f/g；在10安培/克(a/g)电流密度下，比电容是大约60法拉/克(f/g)至大约160f/g。
115.将本发明的活性炭颗粒在能量存储装置中进行了测试，并且活性炭颗粒有助于所述装置具有高倍率稳定性。
116.例如，当放电电流从3a/g增加到15a/g时，两步法活性炭颗粒形成的电极保留了其初始电荷存储容量的80％以上。此外，在5000次充放电循环的研究中，使用两步法炭颗粒制造的超级电容器装置保留了超过95％的初始电荷存储容量，库仑效率几乎是100％。
117.例如，当放电电流从1a/g增加到5a/g时，一步法活性炭颗粒形成的电极保留了其初始电荷存储容量的约78.5％。从5a/g进一步增加到10a/g时，仅观察到电荷存储容量损失增加4.5％(即保留了大约74％的初始电荷存储容量)(图22示出)。此外，在10000次充放电循环的研究中，使用一步法碳颗粒制造的超级电容器装置保留了超过90％的初始电荷存储容量，库仑效率几乎是100％(图24(a)示出)。
120.活性炭样品采用大豆叶、茎、壳为原料合成。将大豆材料清洗并在60℃下干燥。将干燥材料碾成细粉。这种粉末是一步法制备样品的前体。对于使用两步法制备的样品，将所述粉末在氮气气氛、350℃条件下加热预处理2小时，以释放出植物材料粉末中挥发性、低稳定性的分子，从而产生部分炭化的植物粉末，所述粉末是适于活化和热解的前体。
热解处理期间，koh与前体中的碳反应，从而形成一种或多种反应产物，所述反应产物适于在活化
热解处理之后进行的洗涤处理期间脱除。特别是，据信至少发生了式(1)的反应：
123.为了对所得活性炭的效果(例如，对表面积)进行评估，选择了各种前体:活化剂质量比(例如，1:0.125、1:0.25、1:0.5、1:1、1:2和1:3)。例如，将1克前体与1克koh颗粒混合以达到1:1的质量比。未与koh活化剂混合的前体样品用作对照。然后在氮气热解惰性气氛中(在提供氮气流的管式炉中)在大约800℃的热解温度下加热前体
热解材料磨成粉末，用一种或多种洗涤液进行洗涤处理，所述洗涤液适于减少或脱除碳与活化剂反应得到的一种或多种产物(在此种情况中为碳酸钾)。特别是，所述材料采用1m hcl水溶液洗涤液清洗，然后采用去离子水清洗。盐酸与碳酸钾反应生成二氧化碳气体和溶质氯化钾，二氧化碳气体逸出，氯化钾采用去离子水脱除。将活性炭颗粒在60℃干燥过夜。
125.如图1所示，与用于电池和超级电容器的商品炭相比，大豆叶来源炭具有更大的比电容。与商品炭相比，大豆叶来源炭具有更高的储能容量。例如，在10a/g时，商品炭储存了16f/g，而大豆叶来源炭储存了121f/g，能量存储容量是7.5倍以上。此外，大豆叶来源炭表现出更稳定的倍率性能。例如，当放电电流密度从3a/g增加到15a/g时，商品炭仅保留其初始电荷存储容量的16.3％，而大豆叶来源炭保留其初始存储容量的83.1％。
射线.合成的炭样品通过x射线粉末衍射(岛津x射线衍射仪)方法进行表征，该方法使用
作为辐射源。图2、9和10显示了采用不同koh质量比时叶、壳和茎中未活化炭和活性炭的xrd图谱。在活性炭样品中24
的xrd峰位于2θ附近，对应于石墨碳的(002)平面和(100)平面。石墨相的存在表明其适合作为电极材料。宽峰和低强度峰表明炭样品的无序性质。通常，随着koh质量比的增加，石墨碳的峰趋于变宽并且强度趋于降低，表明炭样品中的石墨结构减少。这些观察结果表明，炭样品的石墨化程度在很大程度上和化学活化有关。
129.以514.5nm波长作为激发源，采用氩离子激光拉曼光谱法测定了碳的g
带。采用拉曼光谱测定大豆壳、茎和叶来源碳的石墨相和金刚石相，分别如图5
解吸等温线测定，所述等温线容量吸附分析仪(美国micrometrics公司)在77k条件下进行。在分析之前，样品在90℃下脱气24小时脱除炭表面和孔隙中的吸附气体。
解吸等温线所示。显然，大豆材料:活化剂质量比对活性炭的孔径和比表面积存在影响。一般来说，增加活化剂的相对用量会增大表面积。例如，采用koh活化时，壳炭的表面积从1m2/g增加到2005m2/g。采用用量更高的koh进行活化，在相对压力(p/p0)低于0.35时，壳/茎样品显示出i型等温线时，等温线具有近乎平行(于x轴)的斜率，这是碳中微孔的典型特征。另一方面，采用用量更少的koh进行活化，显示具有i型和iv型等温线时出现明显的滞后回线，表明同时存在微孔结构和中孔结构。相反的是，未活化样品的氮气吸附很低，表明多孔结构几乎不存在。
134.图4、图13和图14所示的bjh孔径分布图进一步证实了这些观察结果。大豆叶、壳和茎来源炭的孔径集中在2nm左右。
136.所有样品的微孔结构和形貌采用场发射扫描电子显微镜观察。扫描电子显微镜(sem)图如图8所示。从sem图像可以清楚地看出koh活化改进了大豆材料来源炭的表面。大豆来源炭的高孔隙率为电解液离子提供了更高的表面积，这有助于增加电荷存储容量。
如表a所示，这些炭显示存在微孔和中孔，这对于能量存储应用中使用的活性炭材料是有益的。微孔的存在为电解液离子的吸附
解吸过程提供了更大的表面。中孔的存在确保了表面区域的可及性，并为多种电解液离子同时扩散提供了更宽的通道，而不会遇到几何阻力。相信这些方面使本发明的活性炭材料适于与各种电解液一起使用。因此，所述材料可用于制造超级电容器或电池，例如锂离子、钠离子和钾离子电池/超级电容器。
2(被选为代表性材料)在不同电解液中的电化学性能。本研究使用碱性溶液(koh和lioh)、酸性溶液(h2so4)和盐溶液(na2so4)。图15示出了不同电解液中比电容随外加电流密度的变化。
采用尿素对商品炭进行氮掺杂。为此，将1:2的商品炭和尿素(200mg商品炭和400mg尿素)溶解在5ml去离子水中。将该溶液在浴式超声波仪中超声处理2小时，然后将混合物在85℃的热板上干燥。将所得干粉在氮气条件下在800℃炭化(5℃/min)2小时。自然冷却到室温后，用去离子水洗涤粉末。将洗涤后的粉末在65℃常规烘箱内干燥过夜。图16是商品炭和商品掺氮炭的充放电曲线所示，氮掺杂并没有提高商品炭的储能容量。尽管掺杂方法可能无效，但相信该测试表明，本发明所要求保护的材料的性能至少部分归因于以来自生物质中的氮原子取代了g
参考图17，使用本发明两步法活性炭材料作为电极材料制造纽扣电池超级电容
器。如图17所示，超级电容器的性能与理想电容器非常相似。使该超级电容器经受8000多次充放电循环，性能非常稳定，库仑效率接近100％。
参考图24(a)，使用本发明两步法活性炭材料作为电极材料制造纽扣电池超级电容器。如图24(a)所示，使该超级电容器经受10000多次充放电循环，性能非常稳定，其初始电荷存储保持90％以上，库仑效率接近100％。
在说明和描述了本发明的原理之后，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不背离这些原理的情况下对本发明的布置和细节方面进行修改。
虽然已经根据各种实施例和说明性示例描述了本发明的材料和方法，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，可以对此处所述的材料和方法进行改动，而并不背离本发明的概念、精神和范围。对本领域技术人员来说显而易见的所有此类类似替代物和改动均被认为在所附权利要求所限定的本发明的精神、范围和概念之内。
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