目前,鋰離子電池的研究已經(jīng)達到瓶頸,且有毒的金屬鹽會對環(huán)境造成破壞,不符合可持續(xù)發(fā)展的理念。因此發(fā)展資源豐富,環(huán)境友好的新型儲能電極材料勢在必行。有機電極材料的興起為鋰離子電池的發(fā)展帶來了曙光。如今,有機電極材料中最具代表性的是羰基化合物和導電聚合物,它們已經(jīng)作為電極材料被應用了幾十年,各有優(yōu)劣。羰基化合物作為鋰離子電池電極材料是通過可逆的氧化還原反應進行儲能,保證了鋰離子電池客觀的容量,但是其碳氧陰離子不穩(wěn)定,需要連接有利于穩(wěn)定的共軛官能團。導電聚合物作為鋰離子電池的電極材料,憑借共軛體系可以實現(xiàn)快速高效的電荷轉移,但是其反應活性和儲能容量不足,難堪大用。本文研究了既具有羰基化合物性質,又具有導電聚合物共軛結構的吡咯并吡咯基化合物。同時,利用聚合物不易溶于有機溶劑的特點,制備了具有良好穩(wěn)定性的吡咯并吡咯基聚合物,探究其在鋰離子電池中的應用。為進一步提高電極材料的穩(wěn)定性和電導率等性質,將吡咯并吡咯基聚合物與石墨烯復合,獲得了具有更高的穩(wěn)定性和容量性能的鋰離子電池負極材料。具體內容如下:1.吡咯并吡咯基聚合物的合成及其在鋰電中的應用:利用Suzuki反應制備了在N位含有己基和乙酸叔丁酯基... 

【文章來源】：山東理工大學山東省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鋰離子電池的概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 鋰離子電池的構造及原理
        1.2.3 有機電極鋰離子電池的工作原理
    1.3 有機電極材料的研究進展
        1.3.1 導電聚合物
        1.3.2 有機羰基化合物
        1.3.3 有機硫化合物
        1.3.4 有機自由基化合物
    1.4 導電聚合物電極的研究進展
        1.4.1 聚吡咯(PPy)
        1.4.2 聚噻吩(PTh)
        1.4.3 聚苯胺(PANI)
    1.5 有機羰基聚合物電極的研究進展
        1.5.1 有機羰基聚合物的分類
        1.5.2 有機羰基聚合物的充放電機理
        1.5.3 提高材料電化學性能的方法
    1.6 本文選題依據(jù)及主要研究內容
第二章 實驗方法
    2.1 實驗儀器與試劑
    2.2 材料表征
        2.2.1 X-射線粉末衍射
        2.2.2 傅里葉變換紅外光譜
        2.2.3 核磁共振氫譜
        2.2.4 掃描電子顯微鏡
        2.2.5 透射電子顯微鏡
    2.3 電化學測試
        2.3.1 鋰離子電池的組裝
        2.3.2 循環(huán)伏安測試
        2.3.3 恒流充放電測試
        2.3.4 電化學阻抗測試
        2.3.5 循環(huán)穩(wěn)定性測試
第三章 吡咯并吡咯基聚合物的制備及其在鋰電中的應用
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 吡咯并吡咯二酮噻吩(TDPP)的制備
        3.2.2 中間體單元的制備
        3.2.3 聚合物的制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 聚合物材料的形貌分析
        3.3.2 聚合物材料的結構特征
        3.3.3 聚合物材料的電化學性能分析
        3.3.4 聚合物材料的容量貢獻分析
        3.3.5 聚合物材料的電導率分析
        3.3.6 聚合物材料的倍率性能與循環(huán)穩(wěn)定性分析
    3.4 本章小結
第四章 吡咯并吡咯基聚合物/還原氧化石墨烯復合材料的制備及其在鋰電中的應用
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 氧化石墨烯的制備
        4.2.2 聚合物/還原氧化石墨烯復合材料的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 復合材料的形貌分析
        4.3.2 復合材料的結構特征
        4.3.3 復合材料的電化學性能分析
        4.3.4 復合材料的容量貢獻分析
        4.3.5 復合材料的電導率分析
        4.3.6 復合材料的倍率性能與循環(huán)穩(wěn)定性分析
    4.4 本章小結
第五章 結論
參考文獻
附錄 :中間化合物的表征圖譜
在讀期間公開發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3167781