共轭微孔聚合物多孔硬炭的KOH活化碳化与储锂性能
2021-08-17张庆堂白永保
合成化学 2021年7期
张庆堂, 张 亚, 白永保
(兰州理工大学 石油化工学院,甘肃 兰州 730050)
锂离子电池具有高能量密度、长使用寿命以及环保等优点,被广泛的应用于便携式电子设备以及电动汽车市场[1-2]。动力电池的快速发展对负极材料的比容量、倍率性能以及循环寿命等提出了更苛刻的要求。锡基材料[3]、过渡金属氧化物[4]以及硅基材料[5]都是具有高比容量的负极材料。但是它们在循环过程中体积变大,循环性能都较差。因此,碳基材料仍是锂离子电池负极材料应用和研究的重点。碳基材料以其稳定性好、成本低、安全性高等优点,在商业化锂离子电池负极材料中得到了广泛的应用[6]。然而,因石墨极低的理论比容量(372 mAh·g-1),已经不能适应锂离子电池的发展[7]。多孔硬炭(PHC) 具有发达孔结构、较高的可逆容量以及相容性好等优点,成为开发高性能锂离子电池理想的电极材料之一[8]。但由于多孔硬炭的倍率性能差,限制了其广泛的应用。通过改变多孔硬炭的结构(如掺杂[9-10]和化学活化[11-13]等)进而改善其电化学性能是普遍采用的手段。一般来说,化学活化主要是通过增加比表面积以及孔体积,从而来提高电极材料的电化学性能。化学活化一般采用活化剂(ZnCl2[12]、KOH[13]等)与含碳物质混合,然后进行活化碳化。
共轭微孔聚合物(CMP)是含有共轭结构的三维网络多孔有机聚合物,通常由金属催化的交叉偶联反应合成[14]。因具有较高的热稳定性、大的比表面积以及良好的化学性能而被人们广泛关注[15-17]。……
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