稠环双阳离子化合物作为锂/钠离子电池负极材料的应用研究

基本信息
批准号:21772120
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:吴东清
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张万政,杨重庆,张文贝,强培荣,黄涛,井凡,马列,张广凤,鲁登
关键词:
钠离子电池双阳离子化合物负极材料稠环芳香化合物锂离子电池
结项摘要

The limited capacities of traditional inorganic electrode materials is one of the major bottlenecks in the development of lithium/sodium ion batteries (LIBs/SIBs). In recent years, it was found that aromatic compounds could serve as the high capacity anode materials in LIBs/SIBs, which thus provided the opportunities for the fabrication of high-performance batteries. Regarding the structural characteristics of organic anode materials, the applicant plans to design and synthesize series of polycyclic dicationic compounds with different aromatic frameworks and compositions in this project, and systematically investigate their performances as the anode materials in LIBs/SIBs. The structure-activity relationship of the compounds will be summarized and their lithium/sodium storage mechanism will also be proposed, which will lead to the fabrication of high-performance organic anodes for LIBs/SIBs. The results of this project will further expand the application of polycyclic cationic compounds, and provide new molecular systems for the design of organic LIB/SIB anode materials, thus promoting the development of organic LIBs/SIBs.

传统无机电极材料有限的容量是制约锂/钠离子电池发展的主要瓶颈之一。近年来不断有研究表明芳香化合物在用作锂/钠离子电池负极材料时可以表现出极高的容量,为获得高性能电池提供了可能。针对有机负极材料所需分子的结构特点,申请人计划在本项目中设计合成数种具有不同骨架结构和组成的稠环双阳离子化合物,并对其作为锂/钠离子电池负极材料的性能进行系统测试,总结构效关系并探索储锂/钠机理,以期获得具有高性能的有机锂/钠离子电池负极材料。本项目的研究成果将进一步扩展稠环阳离子化合物的应用领域,为有机锂/钠离子电池负极材料的设计制备提供新的分子体系,从而推动基于有机材料的锂/钠离子电池的发展和进步。

项目摘要

传统无机电极材料有限的容量是制约锂/钠离子电池发展的瓶颈之一。为了提高锂/钠离子电池的能量密度,本课题组在项目执行期间合成了多种含有不同杂原子、共轭结构和对阴离子的双阳离子化合物及其类似物,系统考察了这些分子作为锂/钠离子电池负极材料的性能。本课题组总结了所得分子结构与电化学性能之间的关系,并探索了这些分子的储锂/钠机理,获得了具有高性能的有机锂离子电池负极材料。此外,本课题组还利用有机分子在储能机理上的特点,用具有电化学活性的有机分子构建了电池正极和负极,制备了可以在低温条件下稳定工作的全有机双离子电池。本项目成果为有机分子在二次电池中的应用提供了实验基础和理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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