2,2’-聯(lián)(3-羥基-1,4-萘醌)與2,5-二羥基鈉-1,4-苯醌的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、作為一種高性能能量儲存轉(zhuǎn)換設(shè)備，鋰離子電池被廣泛地應(yīng)用在日常生活中并且取得了巨大的成功。然而鋰離子電池仍存有一些問題。一方面鋰離子電池需要提高其安全性，降低電極材料在合成過程中的能量消耗以及提供更高的能量密度以滿足對于混合動力汽車、純電動汽車和智能電網(wǎng)的需求。另一方面大量的鋰資源難于從礦物中提取或者提取成本太高造成鋰資源有限，其資源并不能夠滿足大規(guī)模電能存儲的需求。因此，發(fā)展新型電極材料以及使用由儲量豐富和價(jià)格低廉的鈉構(gòu)成的鈉離子電池成

2、為改善上述問題的可能途徑。在鋰離子電極材料中，有機(jī)羰基化合物具有較高的氧化還原穩(wěn)定性，較高的理論比容量，“綠色友好”的合成過程以及分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，此外該類材料與鈉離子同樣可以發(fā)生可逆電化學(xué)反應(yīng)，且比容量較高。因此，有機(jī)羰基化合物作鋰/鈉離子電池電極材料近來引起了廣泛關(guān)注。然而由于小分子有機(jī)羰基化合物易溶于有機(jī)電解液造成其循環(huán)性能較差，以及其本身的導(dǎo)電性能較差使得其倍率性能不佳等原因，使得其作為一種鋰/鈉離子電極材料離實(shí)際應(yīng)用

3、尚有一段距離。
　　因此，為了解決小分子羰基化合物的溶解及導(dǎo)電性差的問題，本文將小分子羰基化合物與介孔碳復(fù)合及將小分子羰基化合物成鹽，合成了2，2'-聯(lián)（3-羥基-1，4-萘醌）(H2bhnq)/CMK-3的納米復(fù)合物和2，5-二羥基鈉-1，4-苯醌(Na2DHBQ)，并測試二者分別作為鋰離子/鈉離子電池電極材料的性能。研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　利用簡單的“灌入法”在室溫下將H2bhnq分子填充在了有序介孔碳CMK-3的孔道

4、中，并通過多種表征手段證明CMK-3的孔道負(fù)載了H2bhnq。該復(fù)合物在0.1C條件下首次放電容量達(dá)到了308.6 mAh g-1，經(jīng)過50周循環(huán)后容量仍有202.6mAh g-1，在10C的倍率下，可逆容量仍有124 mAh g-1。結(jié)果表明，CMK-3不僅能夠提高H2bhnq的導(dǎo)電性同樣能在一定程度上改善化合物的溶解。
　　通過簡單的“一鍋法”合成了Na2DHBQ，通過多種測試驗(yàn)證了其分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研究了其電化學(xué)性能。結(jié)果表明