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基于无机过渡金属(Ni,Mn,Co等)氧化物正极、石墨负极的传统锂离子电池为人们带来便捷。然而,如今逐渐暴露出短板。容量方面,无机过渡金属氧化物-石墨体系的容量已不能满足电动汽车等大型设备的需求;资源方面,过渡金属元素在地壳中的储量有限;环境方面,由于无法有效回收,废旧锂离子电池中的重金属对环境将造成严重污染。因此,理论比容量高、来源丰富、绿色环保的正极材料亟待开发。有机醌类化合物拥有羰基活性位点,可满足不同金属离子的嵌入/脱嵌,同时具有理论比容量高、结构可设计性强、来源丰富、环境友好等优势,是一种非常有潜力的正极材料。但是,醌类化合物在充放电过程中会出现溶于有机电解液的现象,这一问题严重阻碍了此类化合物在锂离子电池中的产品化进程。本文研究了有机醌类化合物Pillar[5]quinone(P5Q,柱[5]醌)作为正极材料的储锂/钠电化学行为,并针对P5Q在循环过程中发生溶解的问题,采用简单的“灌注法”,将P5Q固载在CMK-3的孔道中,使电池的循环稳定性和倍率性能都得到了明显的提升利用。1.以P5Q作锂离子电池正极材料时,首圈容量为420 mAh g-1,接近其理论值,说明P5Q的活性位点100%的利用率。对P5Q、P5Q/CMK-3(1:1)和(1:2)三种材料储锂性能进行了比较,当P5Q/CMK-3的比例为1:2时,其电化学性能最为优异。0.1 C下,循环100圈后,容量从420 mAh g-1降至300 mAh g-1,保持率为71%,2 C时,容量为173 mAh g-1。2.以P5Q作钠离子电池正极材料时,0.1 C下,P5Q的首圈放电比容量为418mAh g-1。对P5Q、P5Q/CMK-3(1:1)和P5Q/CMK-3(1:2)三种材料储钠性能进行了比较,P5Q/CMK-3(1:2)循环稳定性表现最佳,循环300圈衰减至290 mAh g-1,容量保持率高达69%,循环稳定性较好,1 C时,容量达到201 mAh g-1。对于P5Q和P5Q/CMK-3(1:1),0.1 C时循环100圈的容量保持率分别为27%和32%。相对锂离子电池而言,P5Q/CMK-3(1:2)材料在钠离子电池中性能提升更加明显。由此可见,固载方法可有效减缓P5Q在电解液中的溶解,发挥出了P5Q高比容量的优势,提升了电池的循环稳定性和倍率性能。