项目名称: NTCDA基羰基有机材料作为全固态锂离子电池负极的研究

项目编号: No.21503282

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 分析化学

项目作者: 韩小彦

作者单位: 中南民族大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 羰基有机电极材料拥有多个羰基官能团和大共轭体系,最有望发展成为新一代绿色电池电极材料。然而有机电极材料在液体电解质中普遍存在溶解问题,严重限制了其作为锂离子电池电极材料的广泛应用,如果将该类材料用于全固态锂离子电池则可从根本上避免此类问题。因此,本项目拟通过分子设计、采用流变相法合成基于NTCDA的硫化聚合物和聚酰亚胺类羰基有机电极材料,并分析合成材料的晶态、空间结构、稳定性、光谱学性质和氧化还原特征等。通过制备电极材料与聚合物固体电解质的复合电极,研究其作为全固态锂离子电池负极的电化学性能,重点研究该类材料在固体电解质中的电化学行为与在全固态电池中的实际储锂机理,揭示材料分子结构特别是羰基所处环境与电化学性能之间的内在联系。本项目的研究成果将为发展高容量、大功率的新型全固态锂离子电池材料提供理论和技术支持,对研发新型有机电极材料与拓展其在锂离子电池中的应用也具有重要的指导意义。

中文关键词: 羰基化合物;有机电极材料;NTCDA;全固态锂离子电池;负极材料

英文摘要: Carbonyl organic electrode materials with multiple carbonyl functional groups and large conjugated systems have been considered as the promising next generation green battery electrode materials. However, the organic electrode materials usually suffered from dissolution problem in the liquid electrolyte, which significantly restricts their wide application in conventional lithium ion batteries. This problem can be avoided by using solid-state electrolyte in all-solid-state lithium ion batteries. In this study, we plan to synthesize the NTCDA-based sulfurized polymers and polyimide materials based on molecular designing by using rheological phase reaction method, and the crystalline, spatial structure, stability, spectroscopy properties, and redox characteristic of the synthesized materials will be investigated by means of NMR, FT-IR, XRD, XPS, TG-DSC, and TEM. The composite electrode will be produced from the mixture of the synthesized carbonyl organic electrode materials and the polymer solid-state electrolytes, and its electrochemical performances as anode in all-solid-state lithium ion batteries is to be studied. Our main efforts will emphasize on investigating the electrochemical behavior and the actual lithium storage mechanism of these carbonyl organic materials, as well as on exploring the relationship between the electrochemical performance and the molecular structure of carbonyl polymeric materials. This project will provide theoretical foundation and technical support for exploring high-capacity, high-power and high-cycle stability anode materials for novel all-solid-state lithium ion batteries. In addition, it will also offer important scientific insight for the development of new-type organic electrode materials and expanding its application in lithium ion batteries.

英文关键词: Carbonyl compounds ;Organic electrode materials;NTCDA;All-solid-state lithium ion batteries;Anode materials

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