水系锂离子电池负极聚硫代苯醌的合成与电化学性能.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebaoAprilActaP．一Chim．Sin．2016，32(4)，969—974969【Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201601061、r、V、^r．whxb．pku．edu．ca水系锂离子电池负极聚硫代苯醌的合成与电化学性能蔡莉丽’文越华，程杰曹高萍杨裕生(北京化工大学理学院，北京110159；北京防化研究院，北京100191)摘要：通过硫化聚合的方法，以四氯苯醌(TCQ)为单体合成了聚硫代苯i~(PBQS)材料。本文改变S的加入量，探讨了不同摩尔比的S和Na：S对PBQS电极电化学性能的影响。当S和N

2、a。S摩尔比为0．4时，形成两个氯原子被硫取代的PBQS-0．4稳定结构。PBQS-0．4电极放电比容量达到140mAh·g以上，显现出良好的循环稳定性和优异的倍率性能。而当S和Na：S摩尔比降至0．25时，氯取代不完全、聚合程度不高；S和NaS摩尔比增至0．7：1时，聚合物中可能形成了不稳定的累积S—S键；上述两方面都导致电极性能明显下降。关键词：水系锂离子电池：缩聚法；聚硫代苯醌；S和NaS摩尔比；电化学性能中图分类号：0646SynthesisandElectrochemicalPerformanceofaBenzoqUinone-BasedPolymerAnodefo

3、rAqueousLithium-IonBatteriesCAILi—Li’WENYue-HualCHENGJieCAOGao-PingYANGYu—Sheng’’('FacultyofScience,BeijingUniversityofChemicalTechnology,BeO'ing110159,PR．China；2ResearchInstituteofChemicalDefence,Beijing100191，PR．China)Abstract：Usingthetetrachloro-p-benzoquinone(TCQ)monomer，poIy(benz0quino

4、nyIsulfide)(PBQS)wassynthesizedbyasimplepOlycOndensatiOnreaction．TheinfluenceofthemolarratioofStoNa2SontheelectrochemicalperformanceofaPBQSanodewasassessedbychangingtheamountofSadded．TheresultsshowedthattheelectrochemicaJperformanceofPBQSstronglydependedonthemolarratioofStoNa2S．Whenthemolar

5、ratioofStoNa2Swas0．4，twoC1werereplacedbyS，andPBQSwithastablestructurewasobtained．ThedischargecapacityofPBQSexceeded140mAh·g。。．Atthesametime．PBQSdisplayedsatisfactoryratecapabilityandexcellentcyclability．Conversely,whenthemolarratioofStoNa2Swasdecreasedto0．25．C1wasnotsubstitutedcompletelyand

6、thepolymerizationdegreewaslow．UponincreasingthemolarratioofStoNa2StO0．7．anunstableS—Sbondmayforminthepolymer．Theabovetwofactorsdegradedtheelectrodeperformanceofthesematerials．KeyWords：Aqueouslithium-ionbattery；Polycondensation；P0Jy(benzoqujn0nyJsulfide)；MoleratioofStoNa2S：Electrochemicalper

7、formance1引言子电池有关安全性和成本高的难点问题1,2。目前，基于传统水溶液电池容易制取、成本低的优水系锂离子电池正、负极材料大多参考有机锂离势，近年来出现了以水相电解液代替有机电解液子电池的研究，结合水体系电解液的特点加以引的水系锂离子电池，以期解决长期困扰有机锂离入和改进。与正极材料相比，除析氢副反应影响Received：September25，2015；Revised：January4，2016；PublishedonWeb：January6，2016．’Correspondingauth