RGO基—有机小分子锂电正极材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2020-09-28 18:03

　　 目前研究的锂离子电池(LIBs)的发展主要通过探究新型正极材料。当前,LiBO_2、LiMn_2O_4和LiFePO_4等无机复合阴极材料在商业化锂离子电池在性能方面遇到的问题是理论容量低、矿产资源有限和成本较高等。有机阴极材料作为一种很有发展前途的正极材料,由于其理论容量高、安全性高、可调制分子结构、可持续性等优点而备受关注。具有电活性有机物的一个重要特征是通过可逆氧化还原反应从嵌锂到化学键上锂的积累转化机制。由于有机碳材料,包括羰基化合物、有机硫化合物、自由基聚合物和导电聚合物的氧化还原机理和结构的多样性,这些材料为锂-有机锂离子电池的正极材料的选用提供了丰富的选择。其中,氧化还原活性有机羰基化合物(如PTCDA)作为有机正极材料在可充电锂离子电池中得到了广泛的关注。下面为本文中的研究工作。有机正极材料如N,N′-二甲基-3,4,9,10-傒四羧基二酰亚胺(PDI),由于其理论容量高,安全性高,可在分子水平上调制,以及理想的可持续性而极具吸引力。然而,由于活性物质在电解液中的溶解而导致的短循环寿命和低倍率容量的问题已成为实际应用的一个不可避免的障碍。活性炭、碳纳米管和石墨烯等碳材料由于其弱的相互作用,不能很好地稳定电解质中的有机物。本文中是设计了一中新的有机材料,来实现长循环锂离子电池(LIBs),这依赖于正负电荷PDI和带负电荷的还原氧化石墨烯(RGO)之间的离子相互作用。在这种设计中,碳基质可以负载大量的有机分子,并且它们足够强,能够在电解质中长期保存它们。因此,这种独特的设计使得有机PDI锂离子电池(PDI-LIBs)的制造具有非常高的可逆容量超过81mAh/g,在25mA/g下具有优异的可循环性,而且在高电流率为500mAh/g时,其容量仍然保持在28.4mA/g。近期的研究证实我们的方法对于许多其它有机化合物是有效的。
【学位单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM912
【部分图文】：

1-1 扣式电池锂离子电池结构示意图子电池通常有 LiCoO2、LiFePO4ixC6）做负极，电解质为锂盐有机电过程中，锂离子来回在正极和负极由外电路到达负极，同时锂离结合，从而保持电池的内外电荷2为正极石墨为负极的锂离子电池x2CoO xLi xe 6C2 ne 2nLi nLiSRSLi

图 1-1 扣式电池锂离子电池结构示意图锂离子电池通常有 LiCoO2、LiFePO4、L（LixC6）做负极，电解质为锂盐有机溶放电过程中，锂离子来回在正极和负极从正极由外电路到达负极，同时锂离子从石墨结合，从而保持电池的内外电荷平衡iCoO2为正极石墨为负极的锂离子电池为1 x2Li CoO xLi xe x6 Li C n 2 ne 2nLi nLiSRSLi

第 1 章 绪论这种有机硫聚合物做正极材料面临的困难是：放电过程中，的产物容易溶解在有机电解液中，这样就大大降低了电池的实验中解决这一难题的方法主要是：1）使用固态电解质；其包覆；3）使用凝胶电解等方法。目前这种办法没有从根源是缓解了该物质在电解质中的溶解，所以解决这一困难还需究。

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本文编号：2829090