文档介绍：天津大学
博士学位论文
大容量聚合物电极材料在二次锂电池中的应用研究
姓名:徐国祥
申请学位级别:博士
专业:应用化学
指导教师:唐致远
20040301
中文摘要
本人在博十期间的工作内容主要为大容量聚合物电极材料在二次钾电池中
的应用研究,在本论文中,按照研究」作的顺序分别讨论了氦华慈聚介物电
极材料、理硫电池体系、硫化交联聚氯乙烯材料、多硫代环戊二二烯聚硫化
物电极材料、聚硫化物铆离子电池等不同体系。
在本文,,首次介绍了聚氨基葱醒与聚一二氦基葱醒作为次锉电池阴
极材料使用的情况,作为一种新型的储能物质,上述聚合物具有高于普通钡离
子电池阴极材料的能量密度和较好的循坏能力,由于具有电化学氧化还原活性
的苯醒基团同能够起到催化作用的导电聚苯胺骨架位于聚合物分子的同一个重
复单元中,使得聚苯胺对苯醒的电化学催化作用得以在分子内部进行,从而避
免了活性在电解液中溶解、迁移现象的出现。在小同电解液中的测试结果
表明氨基葱聚合物电极的放电容量基本都在宫的级别,具有较强的
应用潜力。
对于存在历史长久的铿硫电池体系,本文从新的角度考察了不同因素对电
池电化学性能的影响,分别从制作工艺、工作温度、添加剂问题等不同角度研
究了钾硫电池的优化条件,得到具有高能量密度和较好循环性能的钾硫川系
统,此外,木文首次结合实验在理沦上分析了商品化理离子电池电解液体系与
钾硫电池不相匹勺原因,指出了对理硫电池电解液系统选择的其木原则。
考虑到在环境保护意识逐渐提高的今天绿色合成化学的重要性,本文首次
尝试了温和条件下硫化交联聚氯乙烯材料的溶液合成,得到具有较高交联程度
的梯形聚硫化物电极材料,实验测试表明,使月」与钾硫电池相当的电解液,硫
化交联聚氯乙烯材料的放电容量要高于常规铿离子电池正极材料,在此恭础,
本文确定了提高木材料循环性能的若干方法。
本文研究了不同含硫量的多硫代环戊二烯以及多硫代环戊二烯一丙烷复合
聚合物电极材料在不同电解液体系中的电化学行为,通过一系列的测试研究了
材料硫化程度与电化学性能的相互关系,得到放电容量与循环能力都比较优秀
的聚硫化物锉电池体系,并预测了不同聚合物材料的凝胶点,对上述聚合物的
合成条件进行了优化。
在卜述工作的基础上,本文还首次尝试了以电化学合成碳化钡作为负
极的聚硫化物离子电池的测试,并分析验证了影响电池性能的各种因素。
对仁述不同电池体系的研究表明,大容量聚合物电极材料具有较高的研究
价值和应用潜力,因此被认为是最有可能取代现有铿离子电池电极材料的候选
物质之一,本文将在以后的工作中继续努力以期得到更大的进展。
关锹词氨从葱醒聚合物、钾硫电池、硫化交联聚乙烯、
聚硫化物、多硫代环戊二烯聚合物、铿电池
记
叫
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得
的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人己经
发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得五生型之或其他教育机构的学
位或证使过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己
沦文,作了明确的说明并表示了谢意。
学文作者签名呀、闰祥签字日期,,年月、
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解孟生大崖生有关保留、使用学位论文的规定。
特授权五生主可以将学位沦文的全部或部分内容编入有关数库进行检
索,卜采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学
校川家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
保密的学位论文在解密后适用本授权说明
学位论文作者签名冷习拜导师签名公
签字「期年月之日签字日期年月,日
天津大学博十论文
第一章绪论
人类在很早就对电池产生了原始的认识,但是直到年山于意
人利人的发明才对电池原理有所了解并使电池得到应用。经过
错酸电池、电池以及镍氢电池等一系列电池的发展,于世纪
年代初出现的铿离子电池成为电池发展历史上一个全新的里程碑
表一。
表卜电池发展简史
寸年份电池发展情况
公元一公元年电池原型
年迎尼尔电池
年伏特发明电池
年发现法拉第法则
年发明月一尼尔电池
】年发明铅酸电池
年发明干电池
年发明蓄电池
年发明蓄电池
年发明密封蓄电池
年发明铿离子电池
发明聚合物电解质铿离子电池
在锉离子电池得到长足发展的同时,化学电源领域对应用聚合物
储能材料作为电池阴极的研究也在同时进行,从早期的电子导电聚合
物,经历了硫化物,聚硫化物以及复合官能团聚合物等