【摘 要】
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有机电极材料,显示出一些优于金属材料的优点。比如,它们的毒性相对较低,原料相对环保。同时,有机电极材料的氧化还原性质,可以通过有机合成设计的方法来调整。有机电极材料通常被报道应用于金属离子电池、固体电池及双离子电池中。但电解质对有机电极材料的溶解,影响电池循环性能。因此,探索电极材料与电解质的作用机制,成为提高电池性能的重要环节。本文旨在以简易方式,提高有机电极在离子液体电解质中的循环寿命,构建出
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有机电极材料,显示出一些优于金属材料的优点。比如,它们的毒性相对较低,原料相对环保。同时,有机电极材料的氧化还原性质,可以通过有机合成设计的方法来调整。有机电极材料通常被报道应用于金属离子电池、固体电池及双离子电池中。但电解质对有机电极材料的溶解,影响电池循环性能。因此,探索电极材料与电解质的作用机制,成为提高电池性能的重要环节。本文旨在以简易方式,提高有机电极在离子液体电解质中的循环寿命,构建出新型无金属离子型-双离子电池。（1）以纯净的N-丁基-N-甲基哌啶双（三氟甲基磺酰）酰亚胺盐(PP14TFSI)离子液体为电解质,聚蒽醌硫醚（PAQS）为负极材料,天然石墨（NG）为正极材料构建了无金属离子型-双离子电池。实验表明,引入结构稳定的聚合物有机电极材料,在纯离子液体电解质中的循环寿命明显增强。在工作电压为1.0-3.5V充放电循环过程中,显示出稳定的双充放电平台,循环保持率达100圈96.6%,且放电容量达23.5 m Ah g-1。与石墨同时为正负极材料构建的体系相比,该电池自放电率明显降低。表征表明,通过氧化还原反应双离子电池的自放电效应大大降低,但该反应使有机电极在离子液体中仍有着一定溶解度,从而影响到电池的循环寿命。（2）为了探索更加优良的体系,引入对醌类有机电极材料溶解性相对较低的,N-丙基-N-甲基吡咯烷双（三氟甲磺酰基）酰亚胺盐(Pyr13TFSI)。同时,使用双层玻璃纤维分隔正负极。实验表明,采用双层玻璃纤维作为分隔膜对电池性能有显著影响。当电池以2C倍率电流充放电循环100次,电池的放电容量和容量保持率分别为47.4 m Ah g-1和91.4%。与此同时,自放电效应大大降低。对靠近负极的玻璃纤维进行了各项表征。结果表明,聚蒽醌硫醚粒子在玻璃纤维表面形成电化学活性层,参与电化学反应过程。电化学活性层的形成提高了双离子电池的电化学性能。
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