具有一維鏈狀keggin結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽與聚苯胺的復(fù)合材料在鋰硫電池中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2021-04-03 21:30
鋰硫電池由于其放電產(chǎn)物L(fēng)i2S的不規(guī)則沉積和多硫化鋰的穿梭效應(yīng)導(dǎo)致了其較差的循環(huán)性能和庫倫效率。針對此問題,本文采取在導(dǎo)電聚苯胺（PANI）合成質(zhì)子化過程中,利用正電荷摻雜的聚苯胺分子鏈,陰離子作為電荷平衡離子嵌入聚苯胺層間的特性,選取具有一維鏈狀Keggin結(jié)構(gòu)的多金屬氧酸鹽（POM）陰離子作為電荷平衡離子嵌入聚苯胺層間,得到具有一維鏈狀的PANI/POM復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。通過一維鏈狀復(fù)合結(jié)構(gòu)和POM上的異質(zhì)摻雜原子針對上述兩個主要問題對鋰硫電池的充放電比容量和循環(huán)性能進行改善,分別作為S的宿主材料和鋰硫電池隔膜改性材料,主要成果如下:（1）通過溶液法將聚苯胺和具有雙層鏈狀結(jié)構(gòu)的K3[H3AgIPW11IVO39]·xH2O進行分子自組裝,成功制備了具有一維鏈狀結(jié)構(gòu)的PANI-POM-PANI復(fù)合材料,以此作為S的宿主材料。通過恒電流充放電、循環(huán)伏安和電化學(xué)阻抗等表征可得出該復(fù)合結(jié)構(gòu)對多硫化鋰和Li2
【文章來源】： 陳冠文 南昌大學(xué)
【文章頁數(shù)】：91 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
多硫化鋰在鋰硫電池中的溶解和穿梭效應(yīng)[7]
第 1 章 緒論宿主材料系材料的較好的導(dǎo)電性和一定的固定 S 的特性，碳系材的最廣泛的材料之一。在 2009 年，Linda F.Nazar 等首次-3 為 S 的宿主材料[8]，通過熔融蒸汽法將已機械碾磨好的閉的容器中 155 ℃，12 h，Ar2氣氣氛下獲得限制在 CM池的正極材料，如圖 1.2 所示。CMK-3/S 混合物極大地 的穩(wěn)定性，在 0.1 C 下放電至截止電壓在 1 V 時，獲得高質(zhì)量比容量，擁有較好的倍率特性和較高的庫侖效率取在 CMK-3 上包裹一層 PEG，進一步限制長鏈多硫化鋰量為1320 mAh g-1，在隨后的第2-10次循環(huán)下無容量損失
第 1 章 緒論計算相結(jié)合，證實了 Li2S8和極性宿主材料之間的鋰鍵的存在。這種強于氫鍵的分子間作用力來源于富電子施主原子，例如吡啶 N，在 N 作為 C 系材料的異質(zhì)原子時，吡啶 N 的結(jié)合能最低，這也為后來人選擇極性宿主材料提供了思路。例如，Guoxiu Wang 課題組以普魯士藍(lán)為原料獲得具有 N 摻雜的石墨烯-碳納米管復(fù)合物作為鋰硫電池的宿主材料，不僅提供了利于電子、離子導(dǎo)通的通道也從空間限制和極性宿主材料的吸附限制了長鏈多硫化鋰的溶解[10]。因此獲得了在 0.2 C 下有 1221 mAh g-1的高可逆容量，出色的倍率特性（分別在 5 C 和 10 C下獲得了 458 mAh g-1和 221 mAh g-1的可逆容量）和出色的循環(huán)穩(wěn)定性（分別在5 C和10 C下，1000次循環(huán)后獲得了321 mAh g-1和164 mAh g-1的可逆容量。在進一步對宿主材料的探索中，盡管當(dāng)極性宿主材料擁有較高的暴露的比表面積和較高的長鏈多硫化鋰吸附脫附效率，但 S 與宿主材料的不同的體積密度和較高的 S 含量，一般為 70 wt%。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚苯胺的合成與聚合機理研究進展[J]. 徐浩,延衛(wèi),馮江濤. 化工進展. 2008(10)
[2]模板合成H4PMo11VO40/聚苯胺納米線列陣及其聚合機理探討[J]. 殷廣明,鄧啟剛,畢野,楊萬麗,呂仁江,周德瑞. 高分子學(xué)報. 2008(05)
[3]SnⅡ取代的Keggin型多金屬氧酸鹽的合成及光催化性能[J]. 鄧玲娟,楊春. 應(yīng)用化學(xué). 2007(02)
[4]雜多酸的催化、阻聚作用[J]. 王雅珍,馬立群,楊玉林. 精細(xì)化工. 2000(04)
[5]導(dǎo)電聚合物——聚苯胺的研究進展——Ⅱ.電子現(xiàn)象、導(dǎo)電機理、性質(zhì)和應(yīng)用[J]. 王利祥,王佛松. 應(yīng)用化學(xué). 1990(06)
[6]導(dǎo)電聚合物聚苯胺的研究進展——Ⅰ.合成、鏈結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)[J]. 王利祥,王佛松. 應(yīng)用化學(xué). 1990(05)
碩士論文
[1]基于Lindqvist型多酸鉬陰離子的合成及其脫硫性能的研究[D]. 郭宇.東北師范大學(xué) 2018
[2]基于銅、銀配位聚合物的Keggin型多金屬氧簇衍生物[D]. 孟翠麗.東北師范大學(xué) 2012
本文編號：3117119
【文章來源】： 陳冠文 南昌大學(xué)
【文章頁數(shù)】：91 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
多硫化鋰在鋰硫電池中的溶解和穿梭效應(yīng)[7]
第 1 章 緒論宿主材料系材料的較好的導(dǎo)電性和一定的固定 S 的特性，碳系材的最廣泛的材料之一。在 2009 年，Linda F.Nazar 等首次-3 為 S 的宿主材料[8]，通過熔融蒸汽法將已機械碾磨好的閉的容器中 155 ℃，12 h，Ar2氣氣氛下獲得限制在 CM池的正極材料，如圖 1.2 所示。CMK-3/S 混合物極大地 的穩(wěn)定性，在 0.1 C 下放電至截止電壓在 1 V 時，獲得高質(zhì)量比容量，擁有較好的倍率特性和較高的庫侖效率取在 CMK-3 上包裹一層 PEG，進一步限制長鏈多硫化鋰量為1320 mAh g-1，在隨后的第2-10次循環(huán)下無容量損失
第 1 章 緒論計算相結(jié)合，證實了 Li2S8和極性宿主材料之間的鋰鍵的存在。這種強于氫鍵的分子間作用力來源于富電子施主原子，例如吡啶 N，在 N 作為 C 系材料的異質(zhì)原子時，吡啶 N 的結(jié)合能最低，這也為后來人選擇極性宿主材料提供了思路。例如，Guoxiu Wang 課題組以普魯士藍(lán)為原料獲得具有 N 摻雜的石墨烯-碳納米管復(fù)合物作為鋰硫電池的宿主材料，不僅提供了利于電子、離子導(dǎo)通的通道也從空間限制和極性宿主材料的吸附限制了長鏈多硫化鋰的溶解[10]。因此獲得了在 0.2 C 下有 1221 mAh g-1的高可逆容量，出色的倍率特性（分別在 5 C 和 10 C下獲得了 458 mAh g-1和 221 mAh g-1的可逆容量）和出色的循環(huán)穩(wěn)定性（分別在5 C和10 C下，1000次循環(huán)后獲得了321 mAh g-1和164 mAh g-1的可逆容量。在進一步對宿主材料的探索中，盡管當(dāng)極性宿主材料擁有較高的暴露的比表面積和較高的長鏈多硫化鋰吸附脫附效率，但 S 與宿主材料的不同的體積密度和較高的 S 含量，一般為 70 wt%。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚苯胺的合成與聚合機理研究進展[J]. 徐浩,延衛(wèi),馮江濤. 化工進展. 2008(10)
[2]模板合成H4PMo11VO40/聚苯胺納米線列陣及其聚合機理探討[J]. 殷廣明,鄧啟剛,畢野,楊萬麗,呂仁江,周德瑞. 高分子學(xué)報. 2008(05)
[3]SnⅡ取代的Keggin型多金屬氧酸鹽的合成及光催化性能[J]. 鄧玲娟,楊春. 應(yīng)用化學(xué). 2007(02)
[4]雜多酸的催化、阻聚作用[J]. 王雅珍,馬立群,楊玉林. 精細(xì)化工. 2000(04)
[5]導(dǎo)電聚合物——聚苯胺的研究進展——Ⅱ.電子現(xiàn)象、導(dǎo)電機理、性質(zhì)和應(yīng)用[J]. 王利祥,王佛松. 應(yīng)用化學(xué). 1990(06)
[6]導(dǎo)電聚合物聚苯胺的研究進展——Ⅰ.合成、鏈結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)[J]. 王利祥,王佛松. 應(yīng)用化學(xué). 1990(05)
碩士論文
[1]基于Lindqvist型多酸鉬陰離子的合成及其脫硫性能的研究[D]. 郭宇.東北師范大學(xué) 2018
[2]基于銅、銀配位聚合物的Keggin型多金屬氧簇衍生物[D]. 孟翠麗.東北師范大學(xué) 2012
本文編號：3117119
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