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1,5-二氨基蒽醌(AAQ)复合材料用作锂离子电池新型正极材料的性能研究
1
作者 王筑城 刘磊 +8 位作者 朱梦媛 孙悦 赵晴 丁玉寅 陆继鑫 王存国 李奇 贺爱华 叶付臣 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期589-595,共7页
有机共轭小分子材料1,5-二氨基蒽醌(AAQ)作为锂离子电池的一种有机正极材料,由于其制备简便、理论比容量较高和循环性能比较稳定等优点,成为新能源电池材料的研究重点.然而,由于其本征材料导电性较差并在电解液中存在溶解等现象,影响了... 有机共轭小分子材料1,5-二氨基蒽醌(AAQ)作为锂离子电池的一种有机正极材料,由于其制备简便、理论比容量较高和循环性能比较稳定等优点,成为新能源电池材料的研究重点.然而,由于其本征材料导电性较差并在电解液中存在溶解等现象,影响了其电化学性能,从而限制了其进一步的应用.本工作采用超声法将AAQ分散在金属有机骨架多孔材料(MOFs)-氮掺杂多孔碳(ZIF-8C)内,再通过高温熔融法制备了多孔碳骨架复合材料AAQ@ZIF-8C;并通过溶液聚合法,制备出了聚丙烯酸(PAA)和聚苯胺(PAN)有机结合的共混物(PAA-PAN);最后通过球磨法将上述材料混合,制备出AAQ@ZIF-8C/PAA-PAN复合电极材料,并通过红外光谱、扫描电子显微镜、电化学循环伏安法及交流阻抗法等对复合电极材料分别进行了结构表征、形貌分析及电化学性能测试. PAA-PAN与AAQ@ZIF-8C结合后,形成了导电互穿网络结构,既提高了电极活性材料AAQ的导电性,同时又抑制了AAQ在电解液中的溶解性;另外,具有多孔的ZIF-8C骨架材料有利于电解质离子的快速扩散和迁移,提高了电池的可逆容量.用该复合电极材料组装的锂离子电池,在0.1C库伦倍率下充放电,可逆容量达203mAh·g^(-1),接近其理论比容量225mAh·g^(-1),经过200次循环后,可逆容量仍达195 mAh·g^(-1),库仑效率达95%. 展开更多
关键词 1 5-二氨基蒽醌 ZIF-8C 金属有机骨架材料 导电粘合剂 锂离子电池
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锌离子电池正极材料的研究进展
2
作者 赵晴 朱梦媛 +7 位作者 丁玉寅 樊文琪 杨武海 刘益辰 王存国 叶欣 刘晓红 赵波 《化工科技》 CAS 2024年第2期67-74,共8页
锌离子电池由于安全性能好、成本低廉、环境友好等优点,近年引起了广泛关注。对锌离子电池的种类、电池工作原理等进行了简介,重点论述了锌离子电池正极材料的种类和研究进展,尤其是对含锰氧化物、钒类氧化物、普鲁士蓝类、含有羰基类... 锌离子电池由于安全性能好、成本低廉、环境友好等优点,近年引起了广泛关注。对锌离子电池的种类、电池工作原理等进行了简介,重点论述了锌离子电池正极材料的种类和研究进展,尤其是对含锰氧化物、钒类氧化物、普鲁士蓝类、含有羰基类的有机正极材料等进行了详述;锌空二次电池、具有共轭结构的含有羰基类的有机正极材料将是未来大容量锌离子电池的研发热点,有望应用于电动汽车动力电池中。提高锌离子电池的工作电压及循环稳定性是目前亟待解决的关键问题,大容量新型电极材料的制备及锌离子电池电解液的研发将成为未来的发展方向。 展开更多
关键词 锌离子电池 正极材料 二次电池 锌
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钠离子电池正、负极材料研究进展 被引量：4
3
作者 丁玉寅 祝鹏浩 +1 位作者 陆继鑫 王存国 《化工科技》 CAS 2022年第1期57-62,共6页
随着电子设备和电动汽车的快速发展,也加快了电池领域的迅速发展,传统电池逐渐被淘汰,锂离子电池因资源、成本等问题渐渐暴露出弊端,钠离子电池与锂离子电池原理相似,且成本更低。对钠离子电池的工作原理、电极材料等进行了综述,详细介... 随着电子设备和电动汽车的快速发展,也加快了电池领域的迅速发展,传统电池逐渐被淘汰,锂离子电池因资源、成本等问题渐渐暴露出弊端,钠离子电池与锂离子电池原理相似,且成本更低。对钠离子电池的工作原理、电极材料等进行了综述,详细介绍了钠离子电池正、负极材料的研发进展,为进一步研发钠离子电池提供借鉴。 展开更多
关键词 钠离子电池 电极材料 钠 二次电池
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锌离子电池常用电解质种类及研究进展
4
作者 赵晴 丁玉寅 +1 位作者 陆继鑫 王存国 《化工科技》 CAS 2023年第1期74-81,共8页
可充电锌离子电池由于成本低、安全性好和能量密度高等特点引起了广泛关注。电解质作为锌离子电池的重要组成部分,能提供电池正极和负极之间的锌离子迁移途径,并决定电池的电势窗口大小及反应机理的选择,决定着电池整体电化学性能的发... 可充电锌离子电池由于成本低、安全性好和能量密度高等特点引起了广泛关注。电解质作为锌离子电池的重要组成部分,能提供电池正极和负极之间的锌离子迁移途径,并决定电池的电势窗口大小及反应机理的选择,决定着电池整体电化学性能的发挥。详细阐述了锌离子电池的工作原理,介绍了水系电解质、离子液体电解质、有机电解质、凝胶电解质、准固体/全固态电解质等研究进展,为锌离子电池的研发提供借鉴。 展开更多
关键词 锌离子电池 电解质 锌 二次电池 离子液体
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锂/硫电池的瓶颈问题及研究进展 被引量：3
5
作者 陆继鑫 丁玉寅 +1 位作者 祝鹏浩 王存国 《化工科技》 CAS 2021年第6期80-86,共7页
锂/硫电池因为其较高的理论容量、资源丰富和价格低廉以及对环境友好等特点一直受到科学家们的广泛关注,但其缺点也尤为明显,主要是硫的导电性差、充放电过程中电极体积膨胀、存在着穿梭效应以及阳极会有锂枝晶生成等,这些瓶颈问题严重... 锂/硫电池因为其较高的理论容量、资源丰富和价格低廉以及对环境友好等特点一直受到科学家们的广泛关注,但其缺点也尤为明显,主要是硫的导电性差、充放电过程中电极体积膨胀、存在着穿梭效应以及阳极会有锂枝晶生成等,这些瓶颈问题严重影响着锂/硫电池的商品化。针对上述问题人们进行了大量研究,主要从上述4个问题入手,对锂/硫电池的缺陷问题的研究进展进行详细论述,重点从正极材料、隔膜及电解液的改进方面进行阐述,如针对正极材料导电性差和体积膨胀问题,可以将活性硫与碳纳米管、碳纳米纤维等多孔导电物质进行复合,提高正极的导电能力和结构稳定性;负极锂枝晶问题可从改进隔膜强度和抑制锂枝晶生长两方面来改善;最后对锂/硫电池以后的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 锂/硫电池 穿梭效应 锂枝晶 石墨烯 硫
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高性能水系锌离子电池锌负极材料研究进展
6
作者 丁玉寅 祝鹏浩 +1 位作者 陆继鑫 王存国 《化工科技》 CAS 2022年第2期64-70,共7页
水系锌离子电池(AZIBs)由于具有安全、廉价和高功率密度等特点被认为是未来锂离子电池替代品之一。AZIBs主要由锌金属负极、弱酸性或中性含水电解质、隔膜和有机正极材料等组成。AZIBs除了拥有含水电解质外,另一个显著特点是使用比金属... 水系锌离子电池(AZIBs)由于具有安全、廉价和高功率密度等特点被认为是未来锂离子电池替代品之一。AZIBs主要由锌金属负极、弱酸性或中性含水电解质、隔膜和有机正极材料等组成。AZIBs除了拥有含水电解质外,另一个显著特点是使用比金属锂更加安全的金属锌作为负极。锌负极材料存在一些缺陷,对锌负极材料进行改性从而获取高性能AZIBs,是近年来锌离子电池的研究重点之一。从锌负极界面电化学、锌枝晶产生及解决策略、水引起的副反应和解决办法及对锌离子电池材料优化改性4个方面进行了阐述。 展开更多
关键词 锌离子电池 负极材料 锌 二次电池 锌枝晶
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锂/硅电池抑制硅基电极体积膨胀的方法 被引量：1
7
作者 祝鹏浩 陆继鑫 +1 位作者 丁玉寅 王存国 《化工科技》 CAS 2021年第6期59-66,共8页
硅元素的含量在地壳中位列第二,而且硅基电极材料的理论比容量(4200 mAh/g)高于石墨电极(372 mAh/g)的11倍,因而成为大容量锂离子动力电池最有发展前景的电极材料之一。然而,硅基电极材料在充电过程中会产生大的体积膨胀,在放电过程中... 硅元素的含量在地壳中位列第二,而且硅基电极材料的理论比容量(4200 mAh/g)高于石墨电极(372 mAh/g)的11倍,因而成为大容量锂离子动力电池最有发展前景的电极材料之一。然而,硅基电极材料在充电过程中会产生大的体积膨胀,在放电过程中又会使电极发生体积收缩,容易导致电极材料粉化或脱落,最终使电池的循环寿命缩短,阻碍了其进一步推广和应用。针对上述问题,阐述了近年来电极材料改性、黏结剂和电解液的优化抑制硅基电极材料体积膨胀的方法进展,为大容量锂/硅动力电池的研发提供借鉴。 展开更多
关键词 硅 锂离子电池 黏结剂 电解液 锂/硅电池
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