多电子反应电极材料的电化学性能及机理研究

发布时间：2021-01-02 20:02

　　为了提高锂、钠离子电池等二次电池的能量密度,满足日益增长的能量需求,多电子反应的电极材料得到了广泛关注与研究。由于在充放电的过程中存在多个电子转移,这类材料通常表现出高比容量和高能量密度的特点,同时也会涉及到较为复杂的电化学过程。因此,对这类多电子反应电极材料的电化学性能及机理的研究是具有十分重要的现实意义的。本课题组的前期工作对一种多电子反应电极材料——玫棕酸二钠的电化学性能进行了研究,但是其实际的电化学过程并不十分清楚。因此,本论文首先对玫棕酸二钠的充放电机理进行了深入的研究,在分子结构层面提出了其详细的电化学过程。然后,对另一种新型多电子反应电极材料——靛蒽醌,进行了电化学性能与机理的研究。本论文具体开展了以下几个方面的工作:（1）首先,通过调控活性材料的负载量,根据电荷转移量、活性材料摩尔质量与实际质量之间的关系,初步计算出玫棕酸二钠实际的转移电子总数;接着运用常规脉冲伏安法求出了其每步氧化还原反应的转移电子数之比,进一步确定出每步反应的实际转移电子数;然后,结合其精细的循环伏安曲线,在分子结构层面提出了其实际的电化学反应过程;最后,采用电子顺磁共振测试,补充证明了反应机理的合... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钠离子电池的工作示意图

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文还原反应来实现能量存储的。在目前的有机钠离子电池电极材料中，基于羰基氧化还原反应的材料是研究最为广泛的[39-41]。现阶段研究报导的钠离子电池有机电极材料中，包含具有电化学活性的羰基的材料主要有醌类复合物、羧酸盐、酸酐和酰亚胺，如图 1-2 所示。

在 1-3V 的电压窗口内该材料的电化学过程主要由电容效应（一种表面现。电容效应可以通过 log i 和 log v 关系图中的斜率来定性分析，而在本 电池体系中，我们计算得到的所有氧化还原峰对应电势下的斜率值均接表 2-3），这表明电容效应确实在该材料的电化学过程中占主导地位。表 2-3 在 log i 和 log v 关系图中 DSR 各个氧化还原峰处对应的斜率化/还原峰 A1 A2 A3 C1 C2 C3斜率 0.973 0.945 0.834 0.823 0.977 0.75了进一步确定电容效应在 DSR 电池体系中所起到的作用，我们对 DSR 的容量贡献进行了定量的计算。


本文编号：2953546