《自由基聚合物作為高功率電極材料的套用基礎研究》是依託武漢大學，由楊漢西擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自由基聚合物作為高功率電極材料的套用基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊漢西
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統的二次電池反應速率大多受制於固、液相相關傳質過程，很難大幅度提高其功率密度。電化學超級電容器原則上具有較高的功率輸出特徵，但能量密度偏低。目前，這兩類電化學儲能裝置均難滿足新能源技術中若干高功率套用的需求。原則上，若將具有合適電勢的氧化還原自由基固定在高電導的聚合物鏈上形成穩定的自由基聚合物，這類化合物應具有超快的電化學反應速度，可以用於高功率活性電極材料。本項目擬選擇幾類典型自由基（氮氧基、芳胺基、甲氧基苯）的聚合物，研究其結構與電化學性質之間的關係，闡明有關這類新材料快速反應動力學的機理。在此基礎上，設計合成具有較高容量和高功率充放電的正極、負極聚合物電極，構建原理型自由基聚合物電池。通過本項目的實施，為自由基聚合物材料的後續電化學研究和套用提供基礎數據，為發展電化學儲能新材料和化學電源新體系提供新方向。
結題摘要
在本基金的資助下，我們在有機聚合物鋰離子和鈉離子二次電池的正極、負極材料領域開展了一系列的研究工作。我們的研究涉及如下方面：1、n-摻雜聚(3,4-二正己基)噻吩用作全有機鋰離子電池的高容量負極材料，其可逆容量可達300 mAh/g(200 Ah/L)，在100次循環後容量仍可保持95%；2、苝酸鹽作為鋰離子和鈉離子電池有機負極時可逆儲鋰、儲鈉行為，其中苝酸鋰電極可達到可逆容量為200 mAh/g，在100次循環後容量仍可保持98%，苝酸鈉電極可達到可逆容量為100 mAh/g，在100次循環後容量幾乎無損失；3、二苯胺-4-磺酸根陰離子作為電活性有機陰離子摻雜的聚吡咯作為低成本可再生鈉離子電池正極材料，其可逆容量為115 mAh/g，並具有優良的倍率和循環性能；4、聚聯噻吩的n型氧化還原行為及其作為負極儲鋰、儲鈉材料的套用，聚聯噻吩電極在鋰離子電池中可達到850 mAh/g的可逆容量，在鈉離子電池中可達到500 mAh/g的可逆容量；5、苯胺-鄰硝基苯胺共聚物作為高容量鈉離子電池正極，其可逆容量為180 mAh/g，經50次循環後仍保持173 mAh/g；6、亞鐵氰根離子摻雜的聚吡咯作為高容量高倍率鈉離子電池正極材料，其可逆容量為135 mAh/g，經100次循環後能保持85%的容量；7、亞鐵氰根離子摻雜的導電聚合物作為鋰離子電池正極材料，這一方法不僅極大的改善了聚合物正極材料的容量、循環和充放電性能，而且具有較好的通用性。此外，我們撰寫了自由基聚合物作為高性能二次電池材料的綜述。在本基金的資助下，目前已發表SCI論文7篇，申請發明專利5項，培養博士研究生3人，碩士研究生2人。
