有機(jī)化合物可作為鋰離子電池的負(fù)極材料

國(guó)內(nèi)外有許多研究有機(jī)化合物的鋰離子電池陰極材料有很多卓有成效的工作,特別是在含氧有機(jī)共軛化合物的方面,一些高電化學(xué)活性的含氧官能團(tuán)和積極有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)和參考,其中關(guān)于解決有機(jī)正極材料在電解液中的溶解度和低電導(dǎo)率的方法也有很多值得借鑒的地方。作為鋰離子正極活性材料的有機(jī)化合物分子，要獲得優(yōu)異的電化學(xué)性能，必須考慮以下三個(gè)因素:不溶于電解質(zhì);(3)具有一定的導(dǎo)電性。

目前,現(xiàn)有的研究對(duì)含氧有機(jī)化合物陽(yáng)極材料進(jìn)行了很多方面的改進(jìn)措施的大量的導(dǎo)電劑、鋰/鈉鹽漬化的羰基化合物,羰基化合物的聚合過(guò)程,等等,并取得一定成果。但仍存在以下問(wèn)題:

(1)添加導(dǎo)電劑而提高溶解度和電導(dǎo)率在某種程度上,反映了更大程度的有機(jī)材料的性能,另一方面,導(dǎo)電劑有助于能力的一部分,但會(huì)增加大量的導(dǎo)電劑導(dǎo)致活性物質(zhì)的減少,降低了電極容量,可導(dǎo)致不可逆容量增加;

(2)雖然鋰鹽化措施可以降低溶解度，但會(huì)引入一些非電化學(xué)活性的Li+ -o-官能團(tuán)，導(dǎo)致比容量降低。

 

(3)盡管聚合過(guò)程可以有效地降低溶解度,但沒(méi)有化學(xué)活性的組件將會(huì)被引入,如不小心重復(fù)元)和導(dǎo)致特定容量的減少,和低導(dǎo)電性聚合物和單體之間的電荷斥力大慢離子/電子轉(zhuǎn)移速率,而聚合物在充放電過(guò)程中的溶脹性及其聚集結(jié)構(gòu)會(huì)影響鋰離子的擴(kuò)散速率。

為了解決這些問(wèn)題,同時(shí),今后的研究應(yīng)該在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,揚(yáng)長(zhǎng)避短,設(shè)計(jì)一些特殊的功能結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物,如更換氧氣包含組共軛大環(huán)共軛結(jié)構(gòu)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)鋰離子充電和放電過(guò)程中嵌套和嵌入式,替代活動(dòng)水平，實(shí)現(xiàn)更高的理論比容量。大環(huán)共軛體系一方面可以降低鋰離子電池在電解質(zhì)中的溶解度，進(jìn)一步提高鋰離子電池的放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性，另一方面也可以提高電導(dǎo)率。綠色能源和可持續(xù)能源是未來(lái)的發(fā)展方向，隨著世界對(duì)能源可持續(xù)發(fā)展的重視，有機(jī)電池將吸引更多的關(guān)注。