【摘 要】
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目前双离子电池(DIB)作为新型电化学储能器件而被广泛研究,因为它们具有低成本,环境友好和较高的工作电压,然而这些电池的广泛应用受到高工作电压下有机电解质分解的限制,缺少允许高容量、长寿命的电极材料以及存在电池自放电的现象等难以应用到实际当中,从而不能完全满足市场需求。所以,目前科学家关注的热点是研发出一种新型高效低成本且对环境友好的新型电池。但是为了解决上述问题必须脱离传统的储能模式,本文主要从
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目前双离子电池(DIB)作为新型电化学储能器件而被广泛研究,因为它们具有低成本,环境友好和较高的工作电压,然而这些电池的广泛应用受到高工作电压下有机电解质分解的限制,缺少允许高容量、长寿命的电极材料以及存在电池自放电的现象等难以应用到实际当中,从而不能完全满足市场需求。所以,目前科学家关注的热点是研发出一种新型高效低成本且对环境友好的新型电池。但是为了解决上述问题必须脱离传统的储能模式,本文主要从双离子电池的电解液出发,通过引入含氯添加剂来改善电解液性质,以提高电解液的电化学稳定性,从而提高双离子电池的工作电压。本文的主要研究内容和结论如下:(1)我们使用1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓氯(DMPICl)和铝酸盐(AlCl3)作为常规离子液体电解质,石墨作为正负电极来制造具有优异电化学性能的双离子电池(DIB),在此电解液基础上针对电池的自放电现象寻找一种新型阳离子来代替DMPI+。探究尿素(Urea)和三氯化铝(AlC13)不同配比对双离子电池的影响,通过改变电解液的配比和电极材料,电池的最高比容量为100 mAhg-1,但是经过40圈的循环后比容量衰减到30-40 mAh g-1,从而说明尿素(Urea)并不能对双离子电池的性能带来实质性的改善。(2)在常规电解液的基础上添加几种含氯的添加剂1-甲基-1-丙基-吡咯烷氯盐(P13Cl)、1-甲基-1-丁基-哌啶氯盐(PP14Cl),以此希望能够改善电池的性能。本文的工作重点是对含有添加剂的混合离子液体进行黏度、导电率的测量以及电池充放电的测试,以此来揭示电解液提供的阳阴离子来嵌入/脱嵌石墨电极的机理。最后通过分析数据发现所开发的含有添加剂的DIB显示出较高放电电压平台(4.2-4.0V和3.6-3.1 V),在较高的截止电压4.5 V和180 mA g-1的电流密度下可逆比容量为75 mAh g-1,库伦效率为96%。并且具有超过800个周期循环后仍维持94%的库仑效率。本文虽未能通过添加剂来提高电解液的电化学窗口和抑制电池的自放电现象,但提供了未被报导过的混合离子液体电解液的物理特性。
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