芳羰基硫化聚合物高能锂离子存贮材料

摘要

锂离子电池是一个非常有吸引力的能源,在许多包括电脑和便携电子器件等领域应用。在这些技术中存贮能力主要受到正电极材料的限制,通常显示出比负极材料低得多的容量。发现与开发新的具有高容量和高稳定性的正极活性材料是很有意义的。以前的努力主要集中于过渡金属化合物基材料。但是,似乎是很难进一步提高它们的容量而不损失其循环稳定性和安全性。有机正极材料将会产生新的研究途径,然而由于其低容量和低稳定性及其它问题致使其在应用上很少受到关注。我们发现苝四酸二酐(PTCDA)硫化物聚合物是一个有前途的正极材料,它显示出高容量和很好的循环稳定性。这个材料是以苝四酸二酐作为电化学活性中心,在羰基位置可以捕获锂离子,并且硫醚键可使不同的苝四酸二酐相互连结形成聚合物结构,大大改善电子导电性,这将有助于提高稳定性。为开发新一代基于芳羰基衍生物导电聚合物的正极活性材料揭示了重要知识。其非常好的电化学性质和分子结构设计的多样性以及包括高安全性等使其将有希望代替传统的目前正在广为研究的无机材料。rn 当苝四酸二酐硫化物聚合物脱羰基和氧形成花环碳硫化聚合物时,则显示出很好的负极材料的性质,其可逆充电容量可达到682mAh/g,而且具有良好的循环稳定性。