具有一维链状keggin结构多金属氧酸盐与聚苯胺的复合材料在锂硫电池中的应用
发布时间：2021-04-03 21:30
锂硫电池由于其放电产物Li2S的不规则沉积和多硫化锂的穿梭效应导致了其较差的循环性能和库伦效率。针对此问题,本文采取在导电聚苯胺（PANI）合成质子化过程中,利用正电荷掺杂的聚苯胺分子链,阴离子作为电荷平衡离子嵌入聚苯胺层间的特性,选取具有一维链状Keggin结构的多金属氧酸盐（POM）阴离子作为电荷平衡离子嵌入聚苯胺层间,得到具有一维链状的PANI/POM复合结构材料。通过一维链状复合结构和POM上的异质掺杂原子针对上述两个主要问题对锂硫电池的充放电比容量和循环性能进行改善,分别作为S的宿主材料和锂硫电池隔膜改性材料,主要成果如下:（1）通过溶液法将聚苯胺和具有双层链状结构的K3[H3AgIPW11IVO39]·xH2O进行分子自组装,成功制备了具有一维链状结构的PANI-POM-PANI复合材料,以此作为S的宿主材料。通过恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗等表征可得出该复合结构对多硫化锂和Li2
【文章来源】： 陈冠文 南昌大学
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多硫化锂在锂硫电池中的溶解和穿梭效应[7]
第 1 章 绪论宿主材料系材料的较好的导电性和一定的固定 S 的特性，碳系材的最广泛的材料之一。在 2009 年，Linda F.Nazar 等首次-3 为 S 的宿主材料[8]，通过熔融蒸汽法将已机械碾磨好的闭的容器中 155 ℃，12 h，Ar2气气氛下获得限制在 CM池的正极材料，如图 1.2 所示。CMK-3/S 混合物极大地 的稳定性，在 0.1 C 下放电至截止电压在 1 V 时，获得高质量比容量，拥有较好的倍率特性和较高的库仑效率取在 CMK-3 上包裹一层 PEG，进一步限制长链多硫化锂量为1320 mAh g-1，在随后的第2-10次循环下无容量损失
第 1 章 绪论计算相结合，证实了 Li2S8和极性宿主材料之间的锂键的存在。这种强于氢键的分子间作用力来源于富电子施主原子，例如吡啶 N，在 N 作为 C 系材料的异质原子时，吡啶 N 的结合能最低，这也为后来人选择极性宿主材料提供了思路。例如，Guoxiu Wang 课题组以普鲁士蓝为原料获得具有 N 掺杂的石墨烯-碳纳米管复合物作为锂硫电池的宿主材料，不仅提供了利于电子、离子导通的通道也从空间限制和极性宿主材料的吸附限制了长链多硫化锂的溶解[10]。因此获得了在 0.2 C 下有 1221 mAh g-1的高可逆容量，出色的倍率特性（分别在 5 C 和 10 C下获得了 458 mAh g-1和 221 mAh g-1的可逆容量）和出色的循环稳定性（分别在5 C和10 C下，1000次循环后获得了321 mAh g-1和164 mAh g-1的可逆容量。在进一步对宿主材料的探索中，尽管当极性宿主材料拥有较高的暴露的比表面积和较高的长链多硫化锂吸附脱附效率，但 S 与宿主材料的不同的体积密度和较高的 S 含量，一般为 70 wt%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚苯胺的合成与聚合机理研究进展[J]. 徐浩,延卫,冯江涛. 化工进展. 2008(10)
[2]模板合成H4PMo11VO40/聚苯胺纳米线列阵及其聚合机理探讨[J]. 殷广明,邓启刚,毕野,杨万丽,吕仁江,周德瑞. 高分子学报. 2008(05)
[3]SnⅡ取代的Keggin型多金属氧酸盐的合成及光催化性能[J]. 邓玲娟,杨春. 应用化学. 2007(02)
[4]杂多酸的催化、阻聚作用[J]. 王雅珍,马立群,杨玉林. 精细化工. 2000(04)
[5]导电聚合物——聚苯胺的研究进展——Ⅱ.电子现象、导电机理、性质和应用[J]. 王利祥,王佛松. 应用化学. 1990(06)
[6]导电聚合物聚苯胺的研究进展——Ⅰ.合成、链结构和凝聚态结构[J]. 王利祥,王佛松. 应用化学. 1990(05)
硕士论文
[1]基于Lindqvist型多酸钼阴离子的合成及其脱硫性能的研究[D]. 郭宇.东北师范大学 2018
[2]基于铜、银配位聚合物的Keggin型多金属氧簇衍生物[D]. 孟翠丽.东北师范大学 2012
本文编号：3117119
【文章来源】： 陈冠文 南昌大学
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多硫化锂在锂硫电池中的溶解和穿梭效应[7]
第 1 章 绪论宿主材料系材料的较好的导电性和一定的固定 S 的特性，碳系材的最广泛的材料之一。在 2009 年，Linda F.Nazar 等首次-3 为 S 的宿主材料[8]，通过熔融蒸汽法将已机械碾磨好的闭的容器中 155 ℃，12 h，Ar2气气氛下获得限制在 CM池的正极材料，如图 1.2 所示。CMK-3/S 混合物极大地 的稳定性，在 0.1 C 下放电至截止电压在 1 V 时，获得高质量比容量，拥有较好的倍率特性和较高的库仑效率取在 CMK-3 上包裹一层 PEG，进一步限制长链多硫化锂量为1320 mAh g-1，在随后的第2-10次循环下无容量损失
第 1 章 绪论计算相结合，证实了 Li2S8和极性宿主材料之间的锂键的存在。这种强于氢键的分子间作用力来源于富电子施主原子，例如吡啶 N，在 N 作为 C 系材料的异质原子时，吡啶 N 的结合能最低，这也为后来人选择极性宿主材料提供了思路。例如，Guoxiu Wang 课题组以普鲁士蓝为原料获得具有 N 掺杂的石墨烯-碳纳米管复合物作为锂硫电池的宿主材料，不仅提供了利于电子、离子导通的通道也从空间限制和极性宿主材料的吸附限制了长链多硫化锂的溶解[10]。因此获得了在 0.2 C 下有 1221 mAh g-1的高可逆容量，出色的倍率特性（分别在 5 C 和 10 C下获得了 458 mAh g-1和 221 mAh g-1的可逆容量）和出色的循环稳定性（分别在5 C和10 C下，1000次循环后获得了321 mAh g-1和164 mAh g-1的可逆容量。在进一步对宿主材料的探索中，尽管当极性宿主材料拥有较高的暴露的比表面积和较高的长链多硫化锂吸附脱附效率，但 S 与宿主材料的不同的体积密度和较高的 S 含量，一般为 70 wt%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚苯胺的合成与聚合机理研究进展[J]. 徐浩,延卫,冯江涛. 化工进展. 2008(10)
[2]模板合成H4PMo11VO40/聚苯胺纳米线列阵及其聚合机理探讨[J]. 殷广明,邓启刚,毕野,杨万丽,吕仁江,周德瑞. 高分子学报. 2008(05)
[3]SnⅡ取代的Keggin型多金属氧酸盐的合成及光催化性能[J]. 邓玲娟,杨春. 应用化学. 2007(02)
[4]杂多酸的催化、阻聚作用[J]. 王雅珍,马立群,杨玉林. 精细化工. 2000(04)
[5]导电聚合物——聚苯胺的研究进展——Ⅱ.电子现象、导电机理、性质和应用[J]. 王利祥,王佛松. 应用化学. 1990(06)
[6]导电聚合物聚苯胺的研究进展——Ⅰ.合成、链结构和凝聚态结构[J]. 王利祥,王佛松. 应用化学. 1990(05)
硕士论文
[1]基于Lindqvist型多酸钼阴离子的合成及其脱硫性能的研究[D]. 郭宇.东北师范大学 2018
[2]基于铜、银配位聚合物的Keggin型多金属氧簇衍生物[D]. 孟翠丽.东北师范大学 2012
本文编号：3117119
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