新型有機(jī)材料Calix[6]quinone的合成及Calix[6]quinone/CMK-3復(fù)合材料的儲(chǔ)鋰/鈉性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-29 13:45
隨著社會(huì)對(duì)大型儲(chǔ)能設(shè)備的環(huán)保性、充放電性能及可持續(xù)發(fā)展性的要求越來越高,基于過渡金屬及其氧化物的傳統(tǒng)鋰離子電極材料受限于理論比容量與結(jié)構(gòu)已經(jīng)難以滿足未來儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求。有機(jī)材料、鋰-硫、鋰-氧、液態(tài)流體等電池的研發(fā)與應(yīng)用將成為未來能源系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。其中有機(jī)正極材料中的共軛羰基化合物作為鋰/鈉離子電極材料具有理論比容量高、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、氧化還原性好、綠色可持續(xù)等優(yōu)勢(shì)是有潛力的儲(chǔ)能材料。本論文探索了杯芳烴衍生物-Calix[6]quinone(C6Q)的合成;研究其作為鋰/鈉電池正極材料的電化學(xué)性能;制備C6Q/CMK-3復(fù)合材料,研究不同復(fù)合比例下材料的儲(chǔ)鋰/鈉性能。(1)C6Q的合成:以脫叔丁基杯[6]芳烴為原料,采用一步氧化法(PbO2氧化法、ClO2氧化法)和多步還原氧化法合成目標(biāo)產(chǎn)物C6Q。研究結(jié)果表明,一步氧化法操作簡(jiǎn)單,但存在氧化不充分,后續(xù)的分離提純較難;通過偶合、還原、氧化的多步還原氧化法是比較理想合成方法。(2)C6Q及C6Q/CMK-3復(fù)合材料的儲(chǔ)鋰性能:在鋰電池體系中,0.1 C下,C6Q的初始放電比容量為405 mA...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池的工作原理示意圖
第 1 章 緒 論(以 NaMnO2為例)[46]中脫嵌,經(jīng)過電解液插入負(fù)極材料,同時(shí)電子通過外電路轉(zhuǎn)移到負(fù)極,放電時(shí)則相反。然而,鈉離子的質(zhì)量、半徑較鋰離子的大,所以鈉離子在脫嵌/嵌入速率比鋰離子小,從而影響電池的循環(huán)和倍率性能。所以對(duì)于鈉離子電池來說材料的選取是提高鈉離子電池容量及應(yīng)用的關(guān)鍵。
第 3 章 Calix[6]quinone 的合成與復(fù)合材料 Calix[6]quinon/CMK-3 的制備及表征.6.4 C6Q 分子的元素分析根據(jù)理論計(jì)算C6Q分子中含有70.00%的C和3.36%的H。經(jīng)元素分析檢測(cè)合成品中C含量為69.57%,H含量為3.56%,與理論計(jì)算基本一致,說明樣品的純度。.6.5 C6Q 分子的掃描電鏡表征圖 3-9 是 C6Q 的照片和掃描電鏡圖。圖(a)表明 C6Q 是黃色粉末,由圖(6Q 的掃描電鏡圖說明 C6Q 的形貌為棒狀或橄欖狀晶體,且結(jié)晶性較好。(a) (b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高容量有機(jī)正極納米復(fù)合材料calix[4]quinone/CMK-3鋰離子電池(英文)[J]. 鄭仕兵,孫會(huì)民,閆冰,胡金艷,黃葦葦. Science China Materials. 2018(10)
[2]鋰離子電池石墨烯-LiMPO4(M=Fe,V和Mn)復(fù)合正極材料的研究進(jìn)展[J]. 金玉紅,王莉,尚玉明,高劍,李建軍,何向明. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2015(02)
[3]新型水熱改性方法抑制LiMn2O4正極材料Jahn-Teller效應(yīng)[J]. 王月磊,張靜,吳建寶,劉微,宓一鳴. 電源技術(shù). 2015(01)
[4]鋰離子電池富鋰正極材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Co,Fe,Ni1/2Mn1/2…)的研究進(jìn)展[J]. 趙煜娟,馮海蘭,趙春松,孫召琴. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(07)
[5]聚3-甲氧基噻吩對(duì)二巰基噻二唑的電化學(xué)改性的研究[J]. 張敬華,其魯,舒東,楊立紅,張曉雨. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(S1)
[6]Al、Co和Mn摻雜對(duì)LiNiO2結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉欣艷,趙煜娟,李燕,夏定國(guó),儲(chǔ)旺盛,李樹軍,吳自玉. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[7]鋰離子電池正極材料LiNiO2存在的問題與解決辦法[J]. 葉乃清,劉長(zhǎng)久,沈上越. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2004(06)
[8]LiCoO2摻雜稀土元素研究[J]. 鄧斌,閻杰,張朝帥. 電池. 2003(02)
[9]聚1-氨基蒽醌在二次鋰電池正極材料中的應(yīng)用[J]. 唐致遠(yuǎn),徐國(guó)祥. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)
[10]類溶膠-凝膠法制備LiMn2O4-δClδ正極材料[J]. 陳召勇,賀益,劉興泉,李志結(jié),于作龍. 電化學(xué). 2001(01)
本文編號(hào):3413810
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池的工作原理示意圖
第 1 章 緒 論(以 NaMnO2為例)[46]中脫嵌,經(jīng)過電解液插入負(fù)極材料,同時(shí)電子通過外電路轉(zhuǎn)移到負(fù)極,放電時(shí)則相反。然而,鈉離子的質(zhì)量、半徑較鋰離子的大,所以鈉離子在脫嵌/嵌入速率比鋰離子小,從而影響電池的循環(huán)和倍率性能。所以對(duì)于鈉離子電池來說材料的選取是提高鈉離子電池容量及應(yīng)用的關(guān)鍵。
第 3 章 Calix[6]quinone 的合成與復(fù)合材料 Calix[6]quinon/CMK-3 的制備及表征.6.4 C6Q 分子的元素分析根據(jù)理論計(jì)算C6Q分子中含有70.00%的C和3.36%的H。經(jīng)元素分析檢測(cè)合成品中C含量為69.57%,H含量為3.56%,與理論計(jì)算基本一致,說明樣品的純度。.6.5 C6Q 分子的掃描電鏡表征圖 3-9 是 C6Q 的照片和掃描電鏡圖。圖(a)表明 C6Q 是黃色粉末,由圖(6Q 的掃描電鏡圖說明 C6Q 的形貌為棒狀或橄欖狀晶體,且結(jié)晶性較好。(a) (b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高容量有機(jī)正極納米復(fù)合材料calix[4]quinone/CMK-3鋰離子電池(英文)[J]. 鄭仕兵,孫會(huì)民,閆冰,胡金艷,黃葦葦. Science China Materials. 2018(10)
[2]鋰離子電池石墨烯-LiMPO4(M=Fe,V和Mn)復(fù)合正極材料的研究進(jìn)展[J]. 金玉紅,王莉,尚玉明,高劍,李建軍,何向明. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2015(02)
[3]新型水熱改性方法抑制LiMn2O4正極材料Jahn-Teller效應(yīng)[J]. 王月磊,張靜,吳建寶,劉微,宓一鳴. 電源技術(shù). 2015(01)
[4]鋰離子電池富鋰正極材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Co,Fe,Ni1/2Mn1/2…)的研究進(jìn)展[J]. 趙煜娟,馮海蘭,趙春松,孫召琴. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(07)
[5]聚3-甲氧基噻吩對(duì)二巰基噻二唑的電化學(xué)改性的研究[J]. 張敬華,其魯,舒東,楊立紅,張曉雨. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(S1)
[6]Al、Co和Mn摻雜對(duì)LiNiO2結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉欣艷,趙煜娟,李燕,夏定國(guó),儲(chǔ)旺盛,李樹軍,吳自玉. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[7]鋰離子電池正極材料LiNiO2存在的問題與解決辦法[J]. 葉乃清,劉長(zhǎng)久,沈上越. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2004(06)
[8]LiCoO2摻雜稀土元素研究[J]. 鄧斌,閻杰,張朝帥. 電池. 2003(02)
[9]聚1-氨基蒽醌在二次鋰電池正極材料中的應(yīng)用[J]. 唐致遠(yuǎn),徐國(guó)祥. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)
[10]類溶膠-凝膠法制備LiMn2O4-δClδ正極材料[J]. 陳召勇,賀益,劉興泉,李志結(jié),于作龍. 電化學(xué). 2001(01)
本文編號(hào):3413810
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