聚合物自由基锂二次电池正极材料的合成与电化学性能

合成了一种聚合物自由基聚 4 甲基丙烯酸 2 ,2 ,6 ,6 四甲基哌啶 1 氮氧自由基酯 (PTMA) ,并用红外光谱 (IR)、紫外光谱 (UV)、电子顺磁共振 (ESR)等证实了PTMA的结构 .PTMA的循环伏安曲线 (扫描速度为 5mV·s- 1)显示通过阳极的氧化电量和阴极的还原电量相等且氧化峰电流等于还原峰电流 ,表明PTMA的氧化还原反应可逆性很好 .PTMA的氧化峰电位 (Ea ,p=3 6 6VversusLi Li+ )与还原峰电位 (Ec,p=3 58V)之差为 80mV ,比其它锂二次电池的有机正极材料 (如有机二硫化物 )小得多 ,因此PTMA的氧化还原反应速度比较快 .PTMA的最大放电比容量为 78 4mAh·g- 1(以 0 2C充放电 ) ,是它理论比容量 ( 111mAh·g- 1)的 70 6 % ,它的充放电曲线分别在 3 6 5V和 3 56V处有一个很平稳的平台 ,经过 10 0次充放电循环后电池的放电比容量相对于最大放电比容量只衰减了 2 % ,表明PTMA 锂扣式电池具有优良的循环稳定性 .

自由基聚合物锂二次电池正极材料

PTMA[聚(2,2,6,6 四甲基哌啶 4 甲基丙烯酸酯 1 氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性。PTMA的最大放电比容量为78 4mAh/g[以0 3mA(0 2C)充放电],是它理论比容量(111mAh/g)的70 6%,充放电曲线分别在3 65V(vs Li/Li+)和3 56V(vs Li/Li+)处有一个很平稳的平台,经过100次循环后电池的放电比容量相对于最大放电比容量只衰减了2%,以10C的充电速度6min能充满电池容量的85 5%,表明锂/PTMA扣式电池具有优良的循环性能和快速充放电性能。

有机自由基聚合物电池的研究进展

有机自由基聚合物具有结构稳定且电极反应速率快等优点,是高功率二次电池用电极材料的研究热点之一;但较低的电导率和比容量限制了材料的进一步应用。论述了自由基聚合物及其电池的研究热点和进展,重点分析了自由基聚合物的特点及应用于二次电池的技术瓶颈,并展望了自由基聚合物电池的发展趋势。

有机自由基聚合物PTMA电极的研究与制备

利用具有高电导率和高比表面积的碳黑Black Pearl-2000(BP)研制了聚(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-甲基丙烯酸酯-1-氮氧自由基)(PTMA)电极(PTMA-BP电极),并研究了PTMA的含量和电极的厚度对PTMA-BP电极电化学性能的影响。结果表明,厚度为20μm,PTMA含量22.5%的PTMA-BP电极具有最高的比容量(151 mAh/g)和最优的循环稳定性,500次充放电循环后的容量保持率大于88%;并且倍率性能优异,以50 C放电,电极的比容量为130mAh/g。提高PTMA的含量和增加电极的厚度,均加大电极极化。因此,提高PTMA在电极中的分布均匀性,增大实际反应面积,以及制备具有较薄结构的电极是研制PTMA电极的关键。

羟基自由基浓度对二次有机气溶胶形成的影响

在烟雾腔中光照甲苯/亚硝酸甲酯(CH3ONO)/NO混合物,模拟了羟基自由基(OH?)启动甲苯光氧化反应生成二次有机气溶胶的过程.结果表明,二次有机气溶胶的生成数量随着CH3ONO的浓度增加而增加;在CH3ONO浓度为225.4μL/L时,二次有机气溶胶的生成数量达到最大;此后,增加CH3ONO的浓度反而会降低二次有机气溶胶的粒子密度.因此,对于二次有机气溶胶的形成过程来说,存在一个羟基自由基浓度的最佳值.

有机聚合物基高能电池阴极

日本电气株式会社(NEC)开发出一种新的可充电电池，这种电池在阴极上使用一种有机聚合物的稳定自由基。该有机基团电池样机电压为3．6V，能够充电到功率密度10kW／kg，而普通锂离子电池的功率密度只有0．4～1．0kW／kg，这意味着有机基团电池能够在36s内充满90％的容量。

含磺酸基和氮氧自由基共聚合物的合成及性能研究

以4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(TMPM)和苯乙烯磺酸钠(SSS)为原料,通过内自由基聚合合成共聚物,析出产物后再用氧化剂间氯过氧苯甲酸(mCPBA)氧化成氮氧自由基聚合物。采用核磁共振波谱、傅里叶红外光谱、电子顺磁共振、X射线光电子能谱、紫外可见光谱等对聚合物进行了表征和分析,最后确认得到目标产物PTMA-co-PSS;并组装扣式电池分析材料电化学性能,结果表明PTMA-co-PSS作为正极材料,电荷转移电阻为168Ω,首次放电比容量为99.08 mAh/g,首次充电比容量为92.97 mAh/g,经过100次循环后容量稳定在67.50 mAh/g,库伦效率接近100%,具有较低的电荷转移电阻,说明PTMA-co-PSS作为电极活性材料循环可逆性能良好,循环寿命稳定,具有优良的电化学应用前景。

氮氧自由基共轭聚合物的合成及性能研究

选择2,5-双(三甲基锡烷基)噻吩(TSn)和双(4-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)-2,5-二溴对苯二甲酸邻苯二甲酸酯(BPTPBr_(2))作为共聚单体,制备了含氮氧自由基的交替共轭聚合物PBPTP-T。采用核磁共振波谱、电子顺磁共振波谱、热重分析等手段对聚合物进行表征与分析。然后,制备了具有不同PBPTP-T含量(22.5%,30%和37.5%)的PBPTP-T/碳黑复合电极,并将其作为正极材料应用于锂离子二次电池中,测试其电化学性能。结果表明,PBPTP-T含量为22.5%的电极,首次放电比容量为88.1 m Ah/g,经过150次循环后,其放电比容量为72.0 m Ah/g,容量保持率大于80%,具有优异的充放电循环稳定性。表明PBPTP-T作为正极活性材料循环性能优异且稳定,具有一定的电化学应用前景。

影响异戊二烯大气光解形成二次有机气溶胶的环境因素研究（英文）

通过自制的烟雾腔系统研究羟基启动的异戊二烯光解形成二次有机气溶胶(SOA)过程中环境因素的影响.使用气溶胶粒径光谱仪测量了SOA的粒径分布,通过光解实验研究了光照时间、反应物浓度以及CH3ONO浓度对异戊二烯光解形成SOA的影响.结果表明,异戊二烯光解形成的SOA空气动力学直径在0.4mm^1.4mm之间,这些粒子的直径小于2.5μm的微细粒子很容易沉积在人体肺泡内,对人体健康产生很大危害;不管是SOA粒子的粒子数浓度还是质量数浓度都随着反应时间的增长、光照强度的增强和反应物浓度的增加而增加.该研究为大气颗粒物排放源的外场测量提供了非常有用的信息.

解决聚合物锂离子电池气胀现象的新方法

采用气相色谱与质谱联机的方法,对聚合物锂离子电池气胀现象的机理进行了研究,引入电解液添加剂VC(1,2-二亚乙烯基碳酸酯)进行自由基链式聚合反应,生成聚烷基碳酸锂化合物。从而有效地捕捉了由于电解液分解产生的烷基自由基,消除了气体产生的可能性,并且对正负极材料没有副作用。电池气胀现象得到了根本的改善,证明了气胀的自由基机理。

基于Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12/聚合物复合固态电解质的制备及电化学性能

采用溶液浇注法制备以Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)为填料、聚氧化乙烯(PEO)与聚碳酸亚丙酯(PPC)共混的固态复合电解质膜,探讨了LLZTO含量和PPC/PEO比例对复合固态电解质离子电导率的影响。研究发现,当LLZTO含量为30%(w/w)及PPC/PEO质量比为1∶1时,固态复合电解质室温离子电导率最高,达到1.14×10-4S·cm-1。LLZTO和PPC的加入,降低了PEO基电解质的结晶性,提高了离子电导率、电化学稳定窗口(4.7 V)和锂离子迁移数(0.25),并改善了电解质与金属锂的化学稳定性。该固态复合电解质与LiFePO4/Li组装固态锂电池,室温下在0.1C循环70次后容量保持率82%,60℃下0.1C循环100次后容量保持率79%,0.5C和1C倍率下放电比容量仍能达到120.7和112.6 mAh·g-1。

多功能性氨基蒽醌聚合物的合成及其电子元件

总结了氨基蒽醌聚合物的合成方法,讨论了氨基蒽醌聚合物的特异电性能,重点论述了氨基蒽醌聚合物在研制电子元件如二次电池、超电容器、修饰电极等方面的应用。特别指出氨基蒽醌聚合物在电导性、电催化增敏性、储能性等方面都表现出优于无机物和其它导电聚合物的特性,是一种很有发展潜力的新型电子聚合物材料。

自由基聚合物——一类新颖的高性能二次电池材料

自由基聚合物是一种新近发展迅速的电荷储存与传输材料,在电化学超级电容器、光电转换器件、二次电池等方面具有诱人的应用前景。本文着重介绍这类新颖电极材料的结构特征、电化学反应机制,以及国内外的研究发展现状;分析了采用自由基聚合物构建新型二次电池的技术途径和发展趋势。

润禾材料:长坡厚雪的有机硅二次加工

市场在把目光瞄准新能源产业链重点个股的时候,往往容易忽视一些相对小众的专业材料供应商,仔细挖掘专业材料领域的机会,会有意想不到的收获。风电、光伏、锂电池等很多领域对材料的导电、导热、隔磁等都提出了更加严苛的要求,硅基材料是性价比最合适的材料。有机硅材料易于改性,终端形态种类繁多。

异戊二烯与OH自由基光化学反应的二次有机气溶胶的生成

利用烟雾箱模拟装置,研究了异戊二烯与OH自由基反应的二次有机气溶胶(SOA)的生成.反应中生成的气相产物通过质子转移反应质谱仪(PTR-MS)测定,SOA的浓度及粒径谱分布通过高分辨率粒径谱仪(EEPS3090)测定.研究表明:甲基丙烯醛(MAC)/甲基乙烯基酮(MVK)、乙醛、甲醛、甲醇、甲酸/乙醇、乙醇醛、甲基乙二醛、丙酮/丙醛等为主要气相产物,各组实验中MAC/MVK和乙醛浓度达到最大时,其产率分别介于13.78%～37.72%和5.38%～9.34%(以C计)范围内;SOA生成量及其中值粒径随异戊二烯反应量的增加而增加,气相物质稳定后,SOA产率在5.6%～11.7%范围内,粒径在22～165nm范围内.

珠三角典型地区挥发性有机化合物浓度水平及化学反应活性季节变化特征

为探究珠三角典型地区挥发性有机化合物(VOCs)及其化学反应活性的季节变化特征,于2016年在广东大气超级监测站,开展四季VOCs、NO x、O 3和PM 2.5的连续观测,共获得2142组有效数据。结果表明:(1)VOCs、羟基自由基消耗速率(L OH)、O 3生成潜势(OFP)和二次气溶胶生成潜势(SOAFP)均具有明显季节变化特征。VOCs的L OH由大到小依次为春季、秋季、夏季、冬季;OFP和SOAFP由大到小依次为春季、冬季、秋季、夏季。低碳(C2~C5)烯烃和苯系物对本地区L OH、OFP的贡献分别为85%、82%;苯系物对SOAFP的贡献最大,占97%~98%。(2)VOCs、NO x和PM 2.5的四季浓度日变化均反映出早晚高峰现象。观测站点所在区域在夏、秋季属于光化学反应活跃区,本地O 3浓度主要取决于上风向O 3前体物的排放状况及传输过程中的反应条件。(3)根据甲苯和苯体积比可知,观测站点受附近工业活动影响较大,且在冬、春季扩散条件不佳时影响更明显。

有机自由基电池

有机自由基电池(ORB)是利用稳定的有机自由基聚合物作为电极活性材料的一类新型可充电电池,具有快速充电速度和良好的循环稳定性。此外,有机自由基聚合物还可制成薄膜电池。ORB不含有毒的重金属,其充放电依赖于有机自由基如氮氧自由基的氧化和还原反应,不同于锂离子电池依靠锂离子的脱嵌和嵌入。ORB为环境友好型电池,可作为笔记本电脑、智能卡、传感器和无线电频率识别标签等设备的潜在电源。本文综述了ORB的构成、特征、充放电机理以及研究进展,分析了高性能有机自由基电池的开发动态,包括通过自由基聚合物的多阶充放电特点成倍增加电池的放电容量,通过电极材料的纳米掺杂提高电池的循环稳定性,并指出了高放电容量有机自由基聚合物的设计原理、ORB的发展趋势和潜在应用领域。

锂离子电池正极材料PTAm-GO的制备及其电化学性能

采用原子转移自由基聚合法制备了聚(4-丙烯酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)-氧化石墨烯(PTAm-GO)复合材料。利用FTIR、1HNMR、电子顺磁共振(EPR)、TGA和SEM对其结构进行了表征。将其作为锂离子电池正极材料组装成半电池进行测试。结果表明,该复合材料是氮氧自由基聚合物PTAm化学接枝的GO。PTAm-GO比纯PTAm具有更好的储锂能力和电化学性能。在200 mA/g电流密度下,经过300次充放电循环后,PTAm-GO和纯PTAm电极的放电比容量分别为138和39 mA·h/g。PTAm-GO和PTAm电极的电荷转移电阻分别为96和179Ω,表明PTAm-GO是非常有应用前景的锂离子电池活性材料。

有机电极材料过渡态的研究进展

有机电极材料具有理论比容量大、结构可设计性强、加工使用过程环境友好等优点被广泛应用于二次电池的研究中。有机电极材料在氧化还原过程会产生具有不成对电子的自由基中间体,自由基中间体的稳定程度影响电极材料的电化学性能。通过改变材料的结构可以调控自由基中间体的稳定性,从而优化有机电极材料的电化学性能。本文对有机电极材料在电化学过程中产生的自由基中间体进行了分类介绍,阐明了材料结构、自由基中间体稳定性和电化学性能之间的关系。

含氧有机物作为锂电池正极材料

有机物作为锂电池正极材料具有理论比容量高、原料丰富、环境友好、体系安全的优点,近年来受到关注。本文综述了含氧有机物正极材料的研究进展,概括了醌类、酸酐和硝基化合物等材料的结构特征、电化学性能以及充放电机理,比较了各种材料的优势与不足,并对比了不同有机物材料的放电电位和比容量,同时对该类材料的研究方向进行了展望。