原位聚合法制备聚酰亚胺/炭黑复合材料用于锂/钠离子电池正极材料

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:planet0371
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂/钠离子电池的性能很大程度取决于正极材料,目前的无机正极材料存在以下问题:以不可再生的金属为原材料,并且会造成环境污染,在安全方面存在问题;而有机正极材料具有原料丰富、环境友好、结构可设计性强等优点,被认为是一种很有前景的钠离子电池储能物质。在有机材料中,又可分为小分子有机材料和聚合物有机材料,其中小分子有机材料相对具有高的理论比容量,但普遍存在易溶于电解质中,循环性能差的问题,聚合物有机材料则相对理论比容量低,可有效的减少正极材料在电解液中的溶解损失,提高电池的循环续航能力。基于此,本文旨在通过操作简单的制备方法获得具有良好导电性的聚酰亚胺聚合物,并且探究不同的制备方法、不同的聚酰亚胺与导电剂比例、不同合成单体等因素对锂电子电池的电化学性能影响。基于以上的讨论,本文的研究内容设计如下:(1)以均苯四甲酸酐(PMDA)和对苯二胺(p-PDA)为单体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂(NMP),采用原位聚合的方法将预聚物PAA溶液与导电剂炭黑混合均匀并高温缩合成聚酰亚胺/炭黑复合物(PI-CBs)。具体的操作方法为:首先将PMDA溶于NMP溶剂中,常温下搅拌至固体PMDA完全溶于溶剂,加入等摩尔的p-PMDA并常温搅拌得到预聚物PAA溶液,此时PMDA和p-PDA形成了聚酰胺酸链,在加入不同比例的导电剂炭黑,使得聚酰胺酸链与炭黑充分复合后,于高温下加热进行缩合反应得到PI/CBs。作为锂离子电池的正极材料,得到的最佳比例的复合物PI/CB-4在100 mA g-1充放电密度下具有182 m Ah g-1的首次放电比容量,十分接近两电子体系的理论比容量185 m Ah g-1;在高倍率10A g-1的大电流下,仍然具有116 m Ah g-1。循环稳定性方面,在300 mA g-1的电流密度下,循环300次之后,仍然可以保持初始比容量的80.7%的。这个结果明显优于之前文献报道,基于PMDA制备的聚酰亚胺作为锂离子/钠离子电池正极材料的循环稳定性。同时,本文首次采用PMDA和刚性的p-PDA制备得到PI,得到电化学性能优异的有机锂电正极材料,证明了原位聚合法的创新性和优异性。(2)本文同样探索了采用原位聚合法制备基于苝酐(PTCDA)和不同的二胺单体制备聚酰亚胺复合物用于锂电/钠电正极。本文旨在通过成本低廉、操作简单、可调控性强的方法制备以苝酐为二酐的聚酰亚胺,来探索不同形貌、不同结构的聚酰亚胺聚合物对于电化学性能的影响,得到大倍率充放电性能优异的PDI-EDA/CB复合材料。本章通过原位聚合法制备以PTCDA为二酐,乙二胺(EDA)、丙二胺(TDA)、己二胺(HDA)等二胺,NMP为溶剂,获得了PDI-EDA/CB、PDI-TDA/CB、PDI-HDA/CB复合物。PDI-EDA/CB用于锂离子电池正极材料,获得了在超大电流5A g-1下保持100 m Ah g-1的优异倍率性能。
其他文献
目的:观察龙首参葛丸对血管性痴呆大鼠海马CA1区组织结构变化的影响。方法:采用改良2-VO法复制血管性痴呆模型大鼠60只,分为正常组、阳性对照组(NS,10 mL/kg),脑复康组(0.8 g
针对火灾和材料燃烧中常见的有毒有害气体,选取低浓度的CO、CO2、NO、NO2、SO2、HCl、HBr、HCN八种典型气体同时进行定量分析。基于傅里叶变换红外光谱技术(FTIR),设计可靠实验
目的观察含氟牙膏(1000μg/g)不同使用量对学龄前儿童氟化物摄入量的影响,探索学龄前儿童使用含氟牙膏较为合理、安全的用量.方法采用离子选择性氟电极,测定3个年龄组使用不
<共产党宣言>曾对资本主义早期全球联系的特点作过形象生动的描述,并对它的发展趋势作了前瞻性的预测.当今世界全球化,尽管形式和特点都发生了很大变化,但其实质都是社会发展
以孟元老的《东京梦华录》为依据,研究北宋帝王巡游及其体育文化活动,探析帝王巡游活动所展现的体育文化及其功能。主要结论:北宋帝王体育活动主要体现在宗教祭祀活动、游园观赏
通过对某站前广场地下"集散空间"建筑特点及防火分区特点的分析,结合国内《建筑设计防火规范》、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》及美国NFPA92B关于排烟条件及排烟量的
中药进军国际市场又有新突破——近日,扶正化瘀片成功完成美国Ⅱ期临床试验,离进入处方药市场目标又进一步。$$ 近10年来,中药在国际化进程中取得了不俗的成果。中国医药公司
报纸
14-3-3基因家族在鱼类的生长发育、信号传导和环境适应中扮演着重要角色,对其进行系统地研究,有助于理解其生物学功能及调控机制。从鱼类14-3-3基因家族的结构特征、生物学功
目的研究超声乳化白内障吸除、人工晶状体植入联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼的临床疗效。方法选取我院在2013年6月至2014年5月收治的72例(86眼)白内障合并青光眼患者的临
时事版是整个报纸版面的一个重要组成部分,时事稿件对宣传党的路线、方针、政策以及报道国内外的重大事件都具有重要作用,时事版新闻是其它新闻所替代不了的。