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《新型锂电池正极材料聚有机二硫化物的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第9卷第5期广州大学学报(自然科学版)Vo.l9No.52010年10月JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Oct.2010文章编号:16714229(2010)05008305新型锂电池正极材料聚有机二硫化物的研究*郭仕恒,翁国明,刘波涛,苏育志(广州大学化学化工学院,广东广州510006)摘要:合成了一种新型有机二硫化物,并通过电化学聚合方法合成其聚合物.其中,二硫键的氧化还原性质通过循环伏安法进行研究.研究表明,氧化峰与还原峰的电位间距为180mV,充
2、分表明了它的氧化还原可逆性良好.同时,在实验中发现微观聚3双亚甲基噻吩二硫化物的电子状态是导致阳极失活和再活的主要因素.以聚-13双亚甲基噻吩二硫化物为正极材料组装成电池,测试结果显示在充放电5圈后的平均比容量为230mAhg,其值是钴酸锂的2倍之多.关键词:有机二硫化物;电化学聚合;聚3双亚甲基噻吩二硫化物;正极材料;锂电池中图分类号:O646文献标志码:A近期,一系列的有机二硫化物被作为锂电池过氧苯甲酰(024g,100mmol)和3甲基噻吩[1-3]正极材料进行研究.随着越来越多的移动工(196g,20mmol
3、)先溶解于CCl4中(40mL),具的使用,研发出高能量和高性能的正极材料极然后在80下回流20min.反应结束后,冷却,滤[4]为关键.有机二硫化物之所以能提供能量是因出析出物.将滤液迅速滴加到装有70mL032-1为二硫键上的可逆的氧化还原反应,即-S-S-molL的硫脲乙醇溶液中,在76下继续反应--[5]-1+2e=2S.其中,2,5二巯基1,3,4噻二唑2h.然后慢慢加入70mL071molL氢氧化钠(DMcT)凭借其相当高的理论比能量、高电位(相水溶液,最后加入02gFeCl3后常温反应18h.[6-7]对于锂)和
4、稳定的循环性能而为人所熟悉.然所得黄色固体经乙醇洗涤后,以正己烷为展开剂而在实际应用中,还是有一些不足之处,如可逆反进行柱层析提纯,得到一种无色的晶状物质(247应的动力学速率低和弱的电流响应等,这些都会g,Rf=042,48%).电化学使用的乙腈需要通过影响电池的寿命.为了解决这些问题,一些新颖的蒸馏及氯化钙的干燥尽可能除去水分.六氟磷酸含二硫键的导电聚苯胺衍生物已开始吸引科研者四丁基铵([Bu4N][PF6])购于百灵威并保存于冰[8]的注意.这些物质因为主链对侧链具备了电催箱,其他化学试剂均为分析纯.[9-10]化性能而使电池性能得
5、以改善.但是这些复合型的正极材料又引起了新的问题,如相对较弱的电流响应、较差的溶解性和在常温下较低的反应速率等.本文报道一种新的聚3双亚甲基噻吩二硫化物作为锂电池正极材料的电池性能,同时,也分析了阳极失活和再活的实验现象.1实验1.1材料制备图13TMD和P3TMD的合成路线3甲基噻吩二硫化物(3TMD)的制备是按照Fig.1Schematicillustrationforthepreparationof3TMD[11-12]andP3TMD图1所示的路线进行,以3甲基噻吩为原料.收稿日期:2009-12-07;
6、修回日期:2010-03-10基金项目:国家自然科学基金项目(50673022)资助作者简介:郭仕恒(1967-),男,实验师.Emai:lhht643@126.com*通讯作者.Emai:lsyzbox@yahoo.com.cn84广州大学学报(自然科学版)第9卷1.2所用仪器及测试方法352);69([C3HS]+,296);53([C4H5]+,1.2.1测量仪器680).UV(CHCl3)∀max(log!)=2885nm元素分析仪VarioEL!;红外光谱仪Vertex(1422).FTIR(K
7、Br)∀3085(∀CH),2918&70;核磁共振仪1NOVA500NB;质谱仪DSQ2855(∀CH2),1766~1407(∀C=C),785(C(Thermo)(EI);EG&GPAR283电化学工作站H),680(∀CS),543(∀SS).Raman∀507(∀SS).(Princeton,USA);LAND电化学工作站.由结果可知,3TMD制备成功.1.2.2循环伏安法223TMD的电化学分析2以三电极一室的电化学体系,铂电极(30cm)3TMD在玻碳电极上的循环伏安分析的结果为辅助电极,参比电极为
8、甘汞电极(SCE,0241Vvs-1见图2,电解质为01molL[Bu4N][PF6]的乙-1SHE).电解质溶液为5mL乙腈、01molL或者腈溶液,该
