聚酰亚胺在锂离子电池负极材料中的应用及其电化学性能研究
发布时间：2021-01-13 13:36
在提倡绿色可持续发展,秉承“绿水青山就是金山银山”发展的今天,新能源的研发与应用将是一个不可扭转的趋势。太阳能电池、锂离子电池、燃料电池与微生物电池作为新兴能源,将在能源供给、废物利用、绿色环保等方面发挥出巨大的潜力,为人们的日常生活提供了便利。锂离子电池作为新型绿色能源的典型代表,将成为21世纪最具有发展前景的工业支柱之一。作为锂离子电池材料组成重要部分之一的锂电池负极材料,目前商业化负极材料大多采用储锂容量较低的石墨材料,其理论容量仅为372 mAh g-1,远远不能满足人们对锂离子电池高容量的需求。与碳材料相比,硅基、锡基材料具有远高于碳材料的储锂容量,但是这类负极材料在充放电时会伴随着巨大的体积变化,并且活性材料极易粉化脱落,造成容量急速衰减,循环寿命较短。因此,研究高比容量、高能量密度、高稳定性、高输出功率、低成本的负极材料仍然是锂离子电池研究热点。而有机材料作为新兴的锂电负极材料,具有成本低廉、理论容量高、结构可控、环境友好等优点,近年来得到广泛关注。聚酰亚胺作为一种典型的共轭羰基材料,受到较大关注。本文通过聚酰亚胺在锂离子电池中的不同应用,缓解了硅负...
【文章来源】：江西师范大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作原理示意图
正极 富锂过渡金属氧化物钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂等负极 电位接近锂电位的可嵌锂化合物人造石墨、天然石墨、石墨化碳材料、金属氧化物等电解液 烷基碳酸酯 乙烯碳酸酯 EC、丙烯碳酸酯PC、低粘度的二乙基碳酸酯DEC 等隔膜 聚烯烃多孔膜 PE、PP、PP/PE/PP 等除此之外，商业化的成品锂离子电池还包括外壳材料，外壳材料一般由极耳、安全阀、绝缘片等[45]。其中正极和负极分别由正负极活性材料和集流体组成，一般采用铝箔为正极集流体，铜箔为负极集流体。商业锂离子电池主要有四种类型，如图 1-2 所示，分别为圆柱型、纽扣型、方型、薄膜型[30]。
膜型电池则可用于银行跟踪系统、微型气体传感器、电子防电池发展的最新领域。不管电池形状如何，自身的内部结构活中应用甚广。离子电池的前景与挑战锂具有质量轻（相对原子质量仅有 6.94，密度为 0.534 g cm容量高（3.86Ah g-1），电化学还原电位最负等优点，其作为热点。锂的电负性相对于标准氢电极而言在金属中是最低的（位较高的材料作为正极与锂组装成电池时，可以得到很高的 1-3 所示，锂离子二次电池的比能量密度可达 200 Wh Kg-150 Wh L-1。其体积能量密度约为传统铅酸电池（约 110 Wh L度是传统镍镉电池（约 50 Wh Kg-1）的 2-3 倍，是传统镍氢的 2 倍[38, 46-50]。与传统镍氢电池、铅酸电池等其他二次电具有质量轻，高能量密度，高输出电压，循环寿命长，无记优点，被认为是新型能源的典型代表[39, 51-53]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池硅/碳纳米管/石墨烯自支撑负极材料研究[J]. 白雪君,刘婵,侯敏,王彪,曹辉,付俊杰. 无机材料学报. 2017(07)
[2]酰亚胺基锂电池有机聚合物负极材料的制备及电化学性能研究[J]. 罗军,朱亚楠,严诚,龙啸云,鲁双,刘水平,葛明桥. 高分子学报. 2017(04)
[3]基于苯醌结构的新型聚合物电极用于高性能的锂离子电池(英文)[J]. 谢健,王子龙,顾培洋,赵毅,徐梽川,张其春. Science China Materials. 2016(01)
[4]Advances of graphene application in electrode materials for lithium ion batteries[J]. LU XiaoYu,JIN XiHai,SUN Jing. Science China（Technological Sciences）. 2015(11)
本文编号：2974959
【文章来源】：江西师范大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作原理示意图
正极 富锂过渡金属氧化物钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂等负极 电位接近锂电位的可嵌锂化合物人造石墨、天然石墨、石墨化碳材料、金属氧化物等电解液 烷基碳酸酯 乙烯碳酸酯 EC、丙烯碳酸酯PC、低粘度的二乙基碳酸酯DEC 等隔膜 聚烯烃多孔膜 PE、PP、PP/PE/PP 等除此之外，商业化的成品锂离子电池还包括外壳材料，外壳材料一般由极耳、安全阀、绝缘片等[45]。其中正极和负极分别由正负极活性材料和集流体组成，一般采用铝箔为正极集流体，铜箔为负极集流体。商业锂离子电池主要有四种类型，如图 1-2 所示，分别为圆柱型、纽扣型、方型、薄膜型[30]。
膜型电池则可用于银行跟踪系统、微型气体传感器、电子防电池发展的最新领域。不管电池形状如何，自身的内部结构活中应用甚广。离子电池的前景与挑战锂具有质量轻（相对原子质量仅有 6.94，密度为 0.534 g cm容量高（3.86Ah g-1），电化学还原电位最负等优点，其作为热点。锂的电负性相对于标准氢电极而言在金属中是最低的（位较高的材料作为正极与锂组装成电池时，可以得到很高的 1-3 所示，锂离子二次电池的比能量密度可达 200 Wh Kg-150 Wh L-1。其体积能量密度约为传统铅酸电池（约 110 Wh L度是传统镍镉电池（约 50 Wh Kg-1）的 2-3 倍，是传统镍氢的 2 倍[38, 46-50]。与传统镍氢电池、铅酸电池等其他二次电具有质量轻，高能量密度，高输出电压，循环寿命长，无记优点，被认为是新型能源的典型代表[39, 51-53]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池硅/碳纳米管/石墨烯自支撑负极材料研究[J]. 白雪君,刘婵,侯敏,王彪,曹辉,付俊杰. 无机材料学报. 2017(07)
[2]酰亚胺基锂电池有机聚合物负极材料的制备及电化学性能研究[J]. 罗军,朱亚楠,严诚,龙啸云,鲁双,刘水平,葛明桥. 高分子学报. 2017(04)
[3]基于苯醌结构的新型聚合物电极用于高性能的锂离子电池(英文)[J]. 谢健,王子龙,顾培洋,赵毅,徐梽川,张其春. Science China Materials. 2016(01)
[4]Advances of graphene application in electrode materials for lithium ion batteries[J]. LU XiaoYu,JIN XiHai,SUN Jing. Science China（Technological Sciences）. 2015(11)
本文编号：2974959
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