RGO基—有机小分子锂电正极材料的制备及电化学性能研究

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：公开学号４０３１５３１７２６：Ｖ．◎ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥＲＧＯ基－有机小分子锂电正极材料的制备及论文题目：电化学性能研究Ｐｒｅａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｏｆｒａｈｅｎｅｂａｓｅｄｐｐｙｇｐｏｒａｎｉｃｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌｅｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｂａｓｅｄｇｙ论文作者：邓伟指导教师：宋朋教授专业：光学二○

2、一八年五月完成时间：９辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月曰，学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版＇，允许学位

3、论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在括号“内戈丨）Ｊ５授权人签名：＾指导教师签名ｒ＋日期：Ｔｏｐ年夂月日日期：及出年女月日ｑ，申请辽宁大学硕士学位论文RG

4、O基-有机小分子锂电正极材料的制备及电化学性能研究Preparationandelectrochemicalperformancestudyofgraphenebasedorganicsmallmoleculelithiumbatterycathodematerials作者：邓伟指导教师：宋朋教授专业：光学答辩日期：2018年5月26日二○一八年五月·中国辽宁摘要摘要目前研究的锂离子电池（LIBs）的发展主要通过探究新型正极材料。当前，LiBO2、LiMn2O4和LiFePO4等无机复合阴极材料在商业化锂离子电池在性能方面遇到的问题是理论容量低、矿产资源有限和成本较高等。有机阴极材料

5、作为一种很有发展前途的正极材料，由于其理论容量高、安全性高、可调制分子结构、可持续性等优点而备受关注。具有电活性有机物的一个重要特征是通过可逆氧化还原反应从嵌锂到化学键上锂的积累转化机制。由于有机碳材料，包括羰基化合物、有机硫化合物、自由基聚合物和导电聚合物的氧化还原机理和结构的多样性，这些材料为锂-有机锂离子电池的正极材料的选用提供了丰富的选择。其中，氧化还原活性有机羰基化合物（如PTCDA）作为有机正极材料在可充电锂离子电池中得到了广泛的关注。下面为本文中的研究工作。有机正极材料如N，N´-二甲基-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺（PDI），由于其理论容量高，安全性高，可在分子

6、水平上调制，以及理想的可持续性而极具吸引力。然而，由于活性物质在电解液中的溶解而导致的短循环寿命和低倍率容量的问题已成为实际应用的一个不可避免的障碍。活性炭、碳纳米管和石墨烯等碳材料由于其弱的相互作用，不能很好地稳定电解质中的有机物。本文中是设计了一中新的有机材料，来实现长循环锂离子电池（LIBs），这依赖于正负电荷PDI和带负电荷的还原氧化石墨烯（RGO）之间的离子相互作用。在这种设计中，碳基质可以负载大量的有机分子，并且它们足够强，能够在电解质中长期保存它们。因此，这种独特的设计使得有机PDI锂离子电池（PDI-LIBs）的制造具有非常高的可逆容量超过81mAh/g，在25mA/

7、g下具有优异的可循环性，而且在高电流率为500mAh/g时，其容量仍然保持在28.4mA/g。近期的研究证实我们的方法对于许多其它有机化合物是有效的。关键词：有机小分子，石墨烯，锂离子电池IAbstractABSTRACTThecurrentlithiumionbatteries(LIBs)developmentpathsexploredhavebeenenergizedprimarilybybreakthroughsinthedesignofnewcat