摘要 | 第4-6页 |
ABSTRACT | 第6页 |
第一章 文献综述 | 第16-41页 |
1.1 引言 | 第16-17页 |
1.2 锂二次电池的原理及特性 | 第17-19页 |
1.2.1 锂二次电池的发展 | 第17页 |
1.2.2 锂二次电池的结构与工作原理 | 第17-18页 |
1.2.3 锂离子电池的特性 | 第18-19页 |
1.3 锂二次电池正极材料的研究进展 | 第19-38页 |
1.3.1 锂二次电池正极材料的要求 | 第20页 |
1.3.2 自由基聚合物正极材料 | 第20-24页 |
1.3.3 导电聚苯胺正极材料 | 第24-28页 |
1.3.4 有机硫化物正极材料 | 第28-37页 |
1.3.4.1 有机二硫化物正极材料 | 第29-32页 |
1.3.4.2 有机多硫化物正极材料 | 第32-34页 |
1.3.4.3 有机硫化物复合正极材料 | 第34-37页 |
1.3.5 其它有机正极材料 | 第37页 |
1.3.6 无机正极材料 | 第37-38页 |
1.4 锂二次电池正极材料存在的问题及本课题研究的内容与目的 | 第38-41页 |
第二章 MTMP及其自由基聚合物PTMA的制备与表征 | 第41-61页 |
2.1 引言 | 第41页 |
2.2 实验 | 第41-46页 |
2.2.1 试剂 | 第41-42页 |
2.2.2 测试仪器 | 第42页 |
2.2.3 催化剂甲醇镁的制备 | 第42页 |
2.2.4 酯交换法制备MTMP | 第42-43页 |
2.2.5 MTMP的纯化 | 第43页 |
2.2.6 PMTMP的合成 | 第43-44页 |
2.2.7 PTMA的合成 | 第44页 |
2.2.8 熔点测定 | 第44页 |
2.2.9 聚合物分子量的测定 | 第44-45页 |
2.2.10 热分析 | 第45页 |
2.2.11 成分分析 | 第45页 |
2.2.12 光谱分析 | 第45-46页 |
2.3 结果与讨论 | 第46-59页 |
2.3.1 酯交换法反应原理 | 第46页 |
2.3.2 酯交换法合成MTMP | 第46-48页 |
2.3.3 MTMP的纯化 | 第48-49页 |
2.3.4 MTMP的表征 | 第49-52页 |
2.3.4.1 MTMP的元素分析 | 第49页 |
2.3.4.2 HTMP和MTMP的热性能 | 第49-50页 |
2.3.4.3 MTMP的紫外光谱 | 第50-51页 |
2.3.4.4 HTMP和MTMP的红外光谱 | 第51页 |
2.3.4.5 MTMP的核磁共振谱 | 第51-52页 |
2.3.5 PMTMP的合成 | 第52-55页 |
2.3.5.1 单体浓度对MTMP聚合反应的影响 | 第52-53页 |
2.3.5.2 引发剂用量对MTMP聚合反应的影响 | 第53页 |
2.3.5.3 溶剂对MTMP聚合反应的影响 | 第53-54页 |
2.3.5.4 反应时间和反应温度对MTMP聚合反应的影响 | 第54-55页 |
2.3.6 PTMA的合成 | 第55-57页 |
2.3.7 PMTMP和PTMA的元素分析 | 第57页 |
2.3.8 MTMP、PMTMP和PTMA的热分析 | 第57-58页 |
2.3.9 MTMP、PMTMP和PTMA的红外光谱 | 第58-59页 |
2.3.10 PMTMP和PTMA的紫外—可见光谱 | 第59页 |
2.3.11 PTMA的ESR谱 | 第59页 |
2.4 本章小结 | 第59-61页 |
第三章 自由基聚合物PTMA的电化学性能 | 第61-73页 |
3.1 引言 | 第61页 |
3.2 实验 | 第61-63页 |
3.2.1 主要仪器设备 | 第61页 |
3.2.2 主要药品试剂 | 第61-62页 |
3.2.3 模拟电池的制作 | 第62页 |
3.2.3.1 正极制备 | 第62页 |
3.2.3.2 负极制备 | 第62页 |
3.2.3.3 二电极及三电极模拟电池的组装 | 第62页 |
2.2.4 循环伏安测试 | 第62-63页 |
3.2.5 交流阻抗测试 | 第63页 |
3.2.6 PTMA的充放电性能测试 | 第63页 |
3.3 结果与讨论 | 第63-72页 |
3.3.1 PTMA的CV曲线 | 第63-66页 |
3.3.2 PTMA的充放电比容量 | 第66页 |
3.3.3 PTMA的循环寿命 | 第66-67页 |
3.3.4 PTMA的大电流充放电性能 | 第67-69页 |
3.3.5 PTMA的电化学阻抗 | 第69页 |
3.3.6 PTMA/Li扣式电池的储存性能 | 第69-70页 |
3.3.7 PTMA/锂二次电池的工作原理 | 第70-71页 |
3.3.8 用碳作负极时PTMA扣式电池的电化学性能 | 第71-72页 |
3.4 本章小结 | 第72-73页 |
第四章 粉末微电极方法测PTMA的交换电流密度 | 第73-82页 |
4.1 引言 | 第73-74页 |
4.2 实验 | 第74-77页 |
4.2.1 空腔铂微电极和PTMA粉末微电极的制备 | 第74页 |
4.2.2 空腔铂微电极孔穴深度的测定 | 第74-77页 |
4.2.3 PTMA的交换电流密度的测定密度 | 第77页 |
4.3 线性极化法测PTMA粉末微电极的交换电流密度 | 第77-81页 |
4.3.1 线性极化法测PTMA粉末微电极的交换电流密度的基本原理 | 第77-80页 |
4.3.2 线性极化法测PTMA的交换电流和交换电流密度 | 第80-81页 |
4.4 本章小结 | 第81-82页 |
第五章 自由基聚合物PTMA复合正极材料的电化学性能 | 第82-102页 |
5.1 引言 | 第82页 |
5.2 单质硫、DMcT和PAn掺杂对自由基聚合物PTMA电化学性能的影响 | 第82-86页 |
5.2.1 实验 | 第83页 |
5.2.1.1 正极制备与模拟电池的组装 | 第83页 |
5.2.1.2 电化学性能测试 | 第83页 |
5.2.2 结果与讨论 | 第83-86页 |
5.2.2.1 单质硫掺杂PTMA的电化学性能 | 第83页 |
5.2.2.2 DMcT掺杂PTMA的电化学性能 | 第83-84页 |
5.2.2.3 PAn掺杂PTMA的电化学性能 | 第84页 |
5.2.2.4 DMcT和PAn掺杂PTMA的电化学性能 | 第84-86页 |
5.3 PTMA/LiMn_2O_4复合材料的电化学性能 | 第86-92页 |
5.3.1 实验 | 第86-87页 |
5.3.1.1 正极制备与模拟电池的组装 | 第86页 |
5.3.1.2 电化学性能测试 | 第86-87页 |
5.3.2 结果与讨论 | 第87-92页 |
5.3.2.1 PTMA/LiMn_2O_4复合材料的循环伏安 | 第87-88页 |
5.3.2.2 PTMA/LiMn_2O_4复合材料的交流阻抗 | 第88页 |
5.3.2.3 PTMA/LiMn_2O_4复合材料的充放电曲线 | 第88-89页 |
5.3.2.4 PTMA/LiMn_2O_4复合材料的循环寿命 | 第89页 |
5.3.2.5 PTMA/LiMn_2O_4复合材料的高倍率充放电性能 | 第89-90页 |
5.3.2.6 不同质量比PTMA/LiMn_2O_4复合材料的比容量 | 第90-91页 |
5.3.2.7 不同质量比PTMA/LiMn_2O_4复合材料的循环寿命 | 第91-92页 |
5.4 PTMA/V_2O_5的电化学性能 | 第92-98页 |
5.4.1 实验 | 第93页 |
5.4.1.1 主要药品试剂 | 第93页 |
5.4.1.2 正极制备与模拟电池的组装 | 第93页 |
5.4.1.3 电化学性能测试 | 第93页 |
5.4.2 结果与讨论 | 第93-98页 |
5.4.2.1 PTMA/V_2O_5复合材料的交流阻抗 | 第93-95页 |
5.4.2.2 PTMA/V_2O_5复合材料的充放电曲线 | 第95页 |
5.4.2.3 PTMA/V_2O_5复合材料的循环寿命 | 第95-96页 |
5.4.2.4 不同质量比PTMA/V_2O_5复合材料的充放电容量 | 第96页 |
5.4.2.5 不同质量比PTMA/V_2O_5复合材料的循环寿命 | 第96-98页 |
5.5 PTMA/V_2O_5-PAn复合材料的电化学性能 | 第98-101页 |
5.5.1 实验 | 第98页 |
5.5.2 结果与讨论 | 第98-101页 |
5.5.2.1 PTMA/V_2O5-PAn复合材料的交流阻抗 | 第98-99页 |
5.5.2.2 PTMA/V_2O_5-PAn复合材料的充放电容量 | 第99页 |
5.5.2.3 PTMA/V_2O_5-PAn复合材料的充放电效率 | 第99-100页 |
5.5.2.4 PTMA/V_2O_5-PAn复合材料的循环寿命 | 第100-101页 |
5.6 本章小结 | 第101-102页 |
第六章 2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的合成、表征及电化学性能 | 第102-113页 |
6.1 前言 | 第102页 |
6.2 实验 | 第102-103页 |
6.2.1 DMcT的合成 | 第102-103页 |
6.2.2 电化学性能与分析测试 | 第103页 |
6.3 结果与讨论 | 第103-111页 |
6.3.1 DMcT的制备与表征 | 第103-105页 |
6.3.1.1 反应原理 | 第103页 |
6.3.1.2 乳化剂的影响 | 第103-104页 |
6.3.1.3 反应温度与收率的关系 | 第104页 |
6.3.1.4 反应时间与收率的关系 | 第104-105页 |
6.3.1.5 配料比与收率的关系 | 第105页 |
6.3.1.6 最适宜反应条件的重复实验 | 第105页 |
6.3.2 DMcT的红外光谱 | 第105-106页 |
6.3.3 DMcT的纯度及含氮量 | 第106-107页 |
6.3.4 DMcT电极的CV曲线 | 第107-109页 |
6.3.5 酸碱对DMcT电化学性能的影响 | 第109-111页 |
6.3.5.1 碱对DMcT电化学性能的影响 | 第109-111页 |
6.3.5.2 酸对DMcT电化学性能的影响 | 第111页 |
6.4 本章小结 | 第111-113页 |
第七章 聚苯胺的合成、表征及电化学性能 | 第113-126页 |
7.1 引言 | 第113页 |
7.2 实验 | 第113-114页 |
7.2.1 主要试剂 | 第113-114页 |
7.2.2 PAn的合成 | 第114页 |
7.2.3 电化学性能与分析测试 | 第114页 |
7.3 结果与讨论 | 第114-125页 |
7.3.1 PAn的合成 | 第114-119页 |
7.3.1.1 酸种类对聚合反应的影响 | 第114-115页 |
7.3.1.2 盐酸浓度对苯胺聚合及其产物电导率的影响 | 第115页 |
7.3.1.3 氧化剂种类对苯胺聚合及其产物电导率的影响 | 第115-116页 |
7.3.1.4 过硫酸铵与苯胺的摩尔比对聚合反应的影响 | 第116-117页 |
7.3.1.5 温度对苯胺聚合反应的影响 | 第117-118页 |
7.3.1.6 聚合时间对苯胺聚合反应的影响 | 第118页 |
7.3.1.7 氧化剂滴加速度对苯胺聚合反应的影响 | 第118页 |
7.3.1.8 后处理技术对苯胺聚合反应及其产物电导率的影响 | 第118-119页 |
7.3.2 PAn的元素分析和光谱分析 | 第119-120页 |
7.3.2.1 PAn的元素分析 | 第119页 |
7.3.2.2 PAn的红外光谱 | 第119-120页 |
7.3.2.3 PAn的紫外—可见光谱 | 第120页 |
7.3.3 PAn的掺杂及导电机理 | 第120-122页 |
7.3.4 PAn的电化学性能 | 第122-125页 |
7.3.4.1 PAn的循环伏安 | 第122-124页 |
7.3.4.2 PAn的充放电性能 | 第124-125页 |
7.4 本章小结 | 第125-126页 |
第八章 DMcT/PAn复合材料的电化学性能及其复合机理 | 第126-141页 |
8.1 引言 | 第126页 |
8.2 实验 | 第126-127页 |
8.2.1 DMcT、PAn及DMcT/PAn复合电极的制备 | 第126-127页 |
8.2.2 模拟电池的组装与电化学性能测试 | 第127页 |
8.3 结果与讨论 | 第127-139页 |
8.3.1 DMcT、PAn及DMcT/PAn的CV曲线及其复合机理 | 第127-130页 |
8.3.2 DMcT与PAn之间可逆的电子转移反应 | 第130-136页 |
8.3.2.1 由还原态的DMcT向氧化态的PAn的电子转移反应 | 第131-133页 |
8.3.2.2 由还原态的PAn向氧化态DMcT的电子转移反应 | 第133-134页 |
8.3.2.3 DMcT或酸提高PAn的电化学活性 | 第134-136页 |
8.3.3 DMcT/PAn复合电极的交流阻抗 | 第136-137页 |
8.3.4 DMcT/PAn复合电极的充放电性能 | 第137-139页 |
8.3.4.1 DMcT/PAn复合电极的充放电容量 | 第137-138页 |
8.3.4.2 DMcT/PAn复合电极的循环寿命 | 第138-139页 |
8.3.4.3 电极厚度和集电体对DMcT/PAn复合电极的电化学性能的影响 | 第139页 |
8.4 本章小结 | 第139-141页 |
第九章 掺杂对DMcT/PAn复合材料电化学性能的影响 | 第141-160页 |
9.1 引言 | 第141页 |
9.2 硫掺杂对DMcT/PAn复合材料电化学性能的影响 | 第141-149页 |
9.2.1 实验 | 第142页 |
9.2.2 结果与讨论 | 第142-149页 |
9.2.2.1 单质硫掺杂DMcT/PAn复合材料的CV曲线 | 第142-144页 |
9.2.2.2 不同质量单质硫掺杂DMcT/PAn复合材料的CV曲线 | 第144-145页 |
9.2.2.3 不同质量单质硫掺杂DMcT/PAn复合料的交流阻抗 | 第145-146页 |
9.2.2.4 单质硫掺杂DMcT/PAn复合材料的充放电曲线 | 第146-147页 |
9.2.2.5 掺单质硫前后DMcT/PAn复合材料的循环性能 | 第147页 |
9.2.2.6 不同质量单质硫掺杂DMcT/PAn复合电极的充放电容量 | 第147-148页 |
9.2.2.7 不同质量单质硫掺杂DMcT/PAn复合电极的循环性能 | 第148-149页 |
9.3 CuC_2O_4掺杂对DMcT/PAn复合材料电化学性能的影响 | 第149-159页 |
9.3.1 实验 | 第150页 |
9.3.2 结果与讨论 | 第150-159页 |
9.3.2.1 CuC_2O_4掺杂DMcT/PAn复合材料的CV曲线 | 第150-151页 |
9.3.2.2 CuC_2O_4掺杂DMcT/PAn复合材料的交流阻抗 | 第151-152页 |
9.3.2.3 铜离子与DMcT/PAn复合材料之间的氧化还原反应机理 | 第152-156页 |
9.3.2.4 CuC_2O_4掺杂对DMcT/PAn的充放电性能的影响 | 第156-157页 |
9.3.2.5 CuC_2O_4掺杂对DMcT/PAn循环性能的影响 | 第157-159页 |
9.4 本章小结 | 第159-160页 |
第十章 结论 | 第160-164页 |
参考文献 | 第164-184页 |
攻读博士学位期间发表的论文 | 第184-185页 |
致谢 | 第185页 |