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当今世界经济的发展越来越依赖于稳定安全且可靠可持续的能源供给。随着化石能源的不断消耗和减少，化学电源尤其是锂离子二次电池在世界能源体系中起着越来越重要的作用。但如今商业上广泛应用的LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2等材料都是通过使用不可再生资源制备的。同时，制备这些电极材料大都需要高温过程，产生大量CO2，这并不符合绿色化学的概念。最近，科学家们提出了“绿色电池”的理念，提议研究者们转向可从生物物质中合成提取的氧化还原活性物质作为新的锂离子电池材料。有机物作为电极材料有着理论容量高，分子可设计性强，环境友好，体系安全性高，低能耗，零温室气体排放等优点，因此有机电极材料是一类很有前途的储能材料。最近，科学家们提出了以“羰基”作为活性中心进行脱嵌锂的化合物作为电极材料的概念，主要包括醌类及其衍生物例如醌类聚合物，共轭结构酸酐等结构。本文合成了三种醌类材料及三种酸酐类衍生物材料并研究了它们的化学性能：(1)合成了苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩-4，8-二酮(BTD)；苯并[1，2-b：4，5-b’]二呋喃-4，8-二酮(BFD)；吡啶并[3，4-g]异喹啉-5，10-二酮(PQD)三种醌类材料。通过FTIR、NMR、EI-MS、EA、XRD、SEM等手段进行了表征，使用TGA方法对其热稳定性进行了分析，数据表明在170℃以下，三种材料具有优异的热稳定性。三种材料在C/20的倍率下，充放电电压范围为1.5～3.5 V时，分别在2.5、2.6、2.7 V有较稳定的放电平台，其首次放电容量分别达到了211、232、205 mAh/g。而由于循环过程中在电解液中的溶解则导致其循环性能欠佳。基于密度泛函理论量化计算则从理论上揭示了其电化学性能的差异性。(2)合成了1，4，5，8-萘酚四甲酰亚胺(NTCDI)；N，N-二乙基-1，4，5，8-萘酚四甲酰亚胺(NTCDE)；N，N’-二苯基-1，4，5，8-萘酚四甲酰亚胺(NTCDP)三种1，4，5，8-萘四酸酐(NTCDA)的衍生物并对其进行了表征和电化学性能研究，研究表明在衍生物中由于存在分子间氢键或更大的共轭π体系，使得分子的结构更加稳定，减小了在电解液中的溶解，从而获得更好的循环稳定性。