羧基个数对共轭羰基化合物储锂性能的影响研究
2021-04-13陈昊月吕林泽
中国新技术新产品 2021年2期
陈昊月 吕林泽 王 艳
(苏州大学能源学院,江苏 苏州 215006)
因为锂离子电池具有高容量、高功率、低自放电率、无记忆效应和长循环寿命等优点,所以它在便携式电子设备中占据主导地位[1]。随着电动汽车和智能电网对锂离子电池的需求日益增加,发展具有更高能量密度、高功率密度以及长循环寿命的下一代锂离子电池就变得至关重要,同时高安全、高环保和低成本也是需要考虑的重要因素[2]。然而,传统的锂离子电池主要以无机电极材料为基础,其理论容量和结构本身会限制电极容量和倍率空间的提升;而且,无机材料的制造和回收需要消耗大量的能源,这也会导致出现碳排放和成本过高的情况[3-4]。因此,发展绿色可持续的高性能电极材料至关重要。
因为有机电极材料具有成本低、可回收、储量丰富、环境友好以及结构多样的优点,所以专家认为有机电极材料是最具发展前景的清洁锂离子电池[5-6]。目前已经有多个报道表明,共轭羰基化合物可以作为锂离子电池电极的活性材料,例如苯二丙酸二锂的比容量高达1363 mAh/g[7];杯[4]醌在0.1 C的电流密度下循环100圈后,电池的容量保持为238.7 mAh/g,当电流密度增大到1 C时,放电容量仍有260 mAh/g[8];4-(苯偶氮)苯甲酸锂盐在0.5 C的比容量为220 mAh/g,在20 C能保持85 mAh/g的比容量[9];偶氮苯-4,4-二羧酸锂盐在95 mA/g的电流密度下具有190 mAh/g 的比容量,在950 mA/g的电流密度下其容量保持率为71%[10]。上述有机物都含有苯环以及不同数量的羧基及羧酸盐,而且研究表明苯环和羰基都是锂存储的活性位点。……
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