A 4 C 8 H 2 O 6 (A=Li/Na)与联苯醌类羰基化合物的制备及锂/钠离子电池性能研究
发布时间：2023-04-07 22:10
传统锂离子和钠离子电池电极材料大都基于昂贵的、不可再生的过渡金属无机化合物,最近“绿色有机二次电池”的新概念大力提倡使用绿色、可持续的电化学活性有机化合物作为锂离子和钠离子电池的电极材料。有机共轭羰基化合物因具有结构多样性、分子水平上可控性、资源可再生性和高理论比容量等优点已被广泛用于有机锂离子和钠离子电池材料。本文围绕基于有机小分子共轭羰基化合物的新型电极材料进行设计、制备和性能研究,主要内容和结果如下： (1)通过简单的酸碱中和反应、球磨和原位超声剥离处理,合成出块体、纳米颗粒和纳米片三种形貌的2,5-二羟基对苯二甲酸四锂盐(Li4C8H2O6, Li4DHTPA),研究表明它们均能用作锂离子电池的正负极活性材料,三种形貌Li4C8H2O6的电化学性能从高到底顺序为：纳米片>纳米颗粒>块体。性能最好的Li4C8H2O6纳米片在0.1C下正负极的放电比容量分别为223mAh g-1和241mAh g-1,平均电压为2.6V和0.8V,50周循环后容量保持率为95%和96%。使用Li4C8H2O6纳米片作为正负极材料,构建出了输出电压为1.8V全有机锂离子电池,比容量为13...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第一节 引言
第二节 锂离子电池简介
第三节 钠离子电池简介
第四节 有机电极材料研究进展
1.4.1 有机硫化合物
1.4.2 有机自由基化合物
1.4.3 有机共轭羰基化合物
第五节 本论文的选题思路和工作内容
第二章 有机四锂盐Li4C8H2O6的设计、合成及其电化学性能、机理研究
第一节 引言
第二节 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器及表征方法
2.2.3 锂离子电池的组装及测试
2.2.4 四锂盐Li4C8H2O6的溶解性测试
2.2.5 非原位红外(ex-situ IR)和原位拉曼(in-situ Raman)波谱测试
2.2.6 理论计算方法
第三节 有机四锂盐Li4C8H2O6的设计、合成及结构表征
2.3.1 有机四锂盐Li4C8H2O6的设计
2.3.2 有机四锂盐Li4C8H2O6块体、纳米颗粒及纳米片的合成
2.3.3 有机四锂盐Li4C8H2O6的结构表征
第四节 有机四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能研究
2.4.1 块体四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能
2.4.2 纳米颗粒四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能
2.4.3 纳米片四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能
2.4.4 基于纳米片四锂盐Li4C8H2O6的全有机锂离子电池
第五节 有机四锂盐Li4C8H2O6分子的储锂机理研究
2.5.1 Li4C8H2O6分子的非原位红外和原位拉曼波谱研究
2.5.2 Li4C8H2O6分子的计算模拟
第六节 本章小结
第三章 有机四钠盐Na4C8H2O6的设计、合成及其电化学性能、机理研究
第一节 引言
第二节 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器及表征方法
3.2.3 钠离子电池的组装及测试
3.2.4 四钠盐Na4C8H2O6的ICP测试
3.2.5 非原位红外(ex-situ IR)波谱测试
3.2.6 理论计算方法
第三节 有机四钠盐Na4C8H2O6的设计、合成及结构表征
3.3.1 有机四钠盐Na4C8H2O6的设计
3.3.2 有机四钠盐Na4C8H2O6微米棒的合成
3.3.3 有机四钠盐Na4C8H2O6的结构表征
第四节 有机四钠盐Na4C8H2O6微米棒的电化学性能研究
3.4.1 有机四钠盐Na4C8H2O6用做正极材料的电化学性能
3.4.2 有机四钠盐Na4C8H2O6用做负极材料的电化学性能
第五节 有机四钠盐Na4C8H2O6分子的储钠机理研究
3.5.1 Na4C8H2O6分子的非原位红外波谱研究
3.5.2 Na4C8H2O6分子的计算模拟
第六节 基于四钠盐Na4C8H2O6的全有机“摇椅式”钠离子电池
3.6.1 基于四钠盐Na4C8H2O6的全有机钠离子电池的电化学性能
3.6.2 基于四钠盐Na4C8H2O6的全有机钠离子电池的构象分子
第七节 本章小结
第四章 联苯醌类羰基化合物正极材料的设计、合成及其储锂性能、理论计算研究
第一节 引言
第二节 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验仪器及表征方法
4.2.3 锂离子电池的组装及测试
4.2.4 理论计算方法
第三节 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的设计、合成及结构表征
4.3.1 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的设计
4.3.2 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的合成及结构表征
第四节 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的电化学储锂性能研究
第五节 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的理论计算模拟研究
第六节 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果
本文编号：3785419
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第一节 引言
第二节 锂离子电池简介
第三节 钠离子电池简介
第四节 有机电极材料研究进展
1.4.1 有机硫化合物
1.4.2 有机自由基化合物
1.4.3 有机共轭羰基化合物
第五节 本论文的选题思路和工作内容
第二章 有机四锂盐Li4C8H2O6的设计、合成及其电化学性能、机理研究
第一节 引言
第二节 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器及表征方法
2.2.3 锂离子电池的组装及测试
2.2.4 四锂盐Li4C8H2O6的溶解性测试
2.2.5 非原位红外(ex-situ IR)和原位拉曼(in-situ Raman)波谱测试
2.2.6 理论计算方法
第三节 有机四锂盐Li4C8H2O6的设计、合成及结构表征
2.3.1 有机四锂盐Li4C8H2O6的设计
2.3.2 有机四锂盐Li4C8H2O6块体、纳米颗粒及纳米片的合成
2.3.3 有机四锂盐Li4C8H2O6的结构表征
第四节 有机四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能研究
2.4.1 块体四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能
2.4.2 纳米颗粒四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能
2.4.3 纳米片四锂盐Li4C8H2O6的电化学性能
2.4.4 基于纳米片四锂盐Li4C8H2O6的全有机锂离子电池
第五节 有机四锂盐Li4C8H2O6分子的储锂机理研究
2.5.1 Li4C8H2O6分子的非原位红外和原位拉曼波谱研究
2.5.2 Li4C8H2O6分子的计算模拟
第六节 本章小结
第三章 有机四钠盐Na4C8H2O6的设计、合成及其电化学性能、机理研究
第一节 引言
第二节 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器及表征方法
3.2.3 钠离子电池的组装及测试
3.2.4 四钠盐Na4C8H2O6的ICP测试
3.2.5 非原位红外(ex-situ IR)波谱测试
3.2.6 理论计算方法
第三节 有机四钠盐Na4C8H2O6的设计、合成及结构表征
3.3.1 有机四钠盐Na4C8H2O6的设计
3.3.2 有机四钠盐Na4C8H2O6微米棒的合成
3.3.3 有机四钠盐Na4C8H2O6的结构表征
第四节 有机四钠盐Na4C8H2O6微米棒的电化学性能研究
3.4.1 有机四钠盐Na4C8H2O6用做正极材料的电化学性能
3.4.2 有机四钠盐Na4C8H2O6用做负极材料的电化学性能
第五节 有机四钠盐Na4C8H2O6分子的储钠机理研究
3.5.1 Na4C8H2O6分子的非原位红外波谱研究
3.5.2 Na4C8H2O6分子的计算模拟
第六节 基于四钠盐Na4C8H2O6的全有机“摇椅式”钠离子电池
3.6.1 基于四钠盐Na4C8H2O6的全有机钠离子电池的电化学性能
3.6.2 基于四钠盐Na4C8H2O6的全有机钠离子电池的构象分子
第七节 本章小结
第四章 联苯醌类羰基化合物正极材料的设计、合成及其储锂性能、理论计算研究
第一节 引言
第二节 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验仪器及表征方法
4.2.3 锂离子电池的组装及测试
4.2.4 理论计算方法
第三节 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的设计、合成及结构表征
4.3.1 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的设计
4.3.2 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的合成及结构表征
第四节 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的电化学储锂性能研究
第五节 联苯醌类羰基化合物DBT、BNT和BFT的理论计算模拟研究
第六节 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果
本文编号：3785419
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