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【最新】锂离子电池有机正极材料研究进展

2015-12-28 15:46来源:能源情报关键词:锂电池正极材料电解液储能收藏点赞

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张勇勇等在此基础上通过一步氧化反应,制备了THAQ的二聚体四氢六醌THHQ(图3)。该材料中醌基含量进一步提高,理论容量为628mA˙h/g。其电化学性能较THAQ有很大提高,在0.2m/cm2电流密度下首次放电容量达到341mA˙h/g。第二次放电容量衰减了38%,但在之后的循环中容量保持率较高。100次循环后容量为160mA˙h/g。循环性能改善的原因是形成二聚体后分子的溶解性下降,稳定性提高。

Boschi等以均苯四酸二酐、醌茜、AICl3为主要原料合成了壬苯并六醌DBHQ(图4),该材料是一种具有高比容量的材料,不溶于电解液,理论比容量可达488mA˙h/g,通过充放电曲线和循环伏安得出DBHQ还原机理比较复杂,但主要分为两步,第一步涉及大约6个电子,部分可逆;第二步涉及电解液的还原,导致部分不可逆容量,首放比容量可达377mA˙h/g。循环150次后,平均能量密度为127Wh/kg。Boschi等又通过改进制备方法,加入浓H2SO4作为氧化剂制得NBHQ。该材料500次充放电循环后,平均能量密度增加到160Wh/kg。

Tobishima等合成了2,4,7-三硝基-9-芴酮(TNF)化合物,对这类化合物作为正极材料的电池进行了充放电测试,显示该材料的比容量达到1050mA˙h/g,比容量高的主要原因是硝基参与了电化学反应,在54次和400次循环后,容量依次保持在200和100mA˙h/g。另外,崔月芝等继续对TNF做了电池的性能和放电机理的研究,电池以0.5mA/cm2放电时,比容量为847.6mA˙h/g,能量密度为1861Wh/kg,经10次循环后,容量下降到首次放电容量的34%,从11次到43次循环,容量下降了6%。他们根据对电池的放电曲线和循环伏安图的分析,提出了TNF电极的8电子的放电机理(图5),认为硝基苯在非质子性溶剂中还原时,首先分步形成基团阴离子和基团双阴离子,在双阴离子的基础上继续还原时,可能形成亚硝基化合物。

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原标题:锂离子电池有机正极材料研究进展
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