【摘 要】
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随着绿色能源的不断发展,有机正极,尤其是共轭羰基聚合物,由于其理论容量高,反应动力学快,机械灵活性,环境可持续性和结构多样性等原因,已经被开发成为用于可再充电锂/钠离子
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随着绿色能源的不断发展,有机正极,尤其是共轭羰基聚合物,由于其理论容量高,反应动力学快,机械灵活性,环境可持续性和结构多样性等原因,已经被开发成为用于可再充电锂/钠离子电池的无机正极的有前途的替代品。然而,由于共轭羰基聚合物的固有电绝缘性,同时实现高容量,高倍率能力和长循环寿命是一个巨大的挑战。基于此,本论文围绕具有电化学活性的聚酰亚胺与导电性能优越石墨烯材料进行复合,并作为电极材料应用于电化学能源存储。主要研究内容如下:1.柔性聚酰亚胺/石墨烯薄膜材料(G@PI-NT/RGO):以1,4,5,8-萘四甲酸二酐(NTCDA)作为合成单体,制备得到膜状结构的复合材料。该膜状材料具有良好的机械柔韧性、经切割后直接应用于锂离子电池的正极,显示出较高的比容量(171.2 m Ah g-1在30 m A g-1的电流密度),超高的倍率性能(97.6 m Ah g-1在6000 m A g-1的高电流密度)和超长的循环稳定性(在2500个循环后具有近70%的电容保持率),说明该材料具有良好的应用前景。2.三维结构聚酰亚胺/石墨烯复合材料(G@PI-PT):以3,4,9,10-苝四酸二酐(PTCDA)为合成单体,通过一步溶剂热原位生长的方法,使聚酰亚胺均匀生长在三维石墨烯框架结构中。该材料经压制后直接应用于钠离子电池正极,表现出超高的比容量(117.2 m Ah g-1在30 m A g-1的电流密度)和优越的循环稳定性(800圈循环后比容量具有100.04 m Ah g-1),且达到85.5%的容量保持率。
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