聚苯胺衍生物-氮氧自由基正极材料的制备及其电化学性能的研究任务书

 2021-09-19 19:37:58

1. 毕业设计(论文)主要内容:

锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长和尺寸小等优点,已经被广泛运用于许多便携式设备,如笔记本电脑、手机、数码相机以及零排放的电动汽车等。其中,正极材料的特性是决定锂离子电池性能的关键因素。目前,锂离子电池的正极材料主要为无机材料,如LiNiO2、LiCoO2等,其电极反应主要为锂的嵌入与脱出,反应速率受锂离子的固相扩散控制,限制了电池的功率特性。且Ni、Co作为稀有金属,资源有限、价格较高,提高了锂离子电池的生产成本。寻找一些新型的正极材料成为开发具有高比容量、高倍率性能和优异循环稳定性能的锂离子二次电池的关键。

自由基聚合物是指侧链带有稳定自由基基团的高分子材料,自由基聚合物具有电极反应高度可逆、结构稳定多样、安全、环保、柔性、可设计加工等优点受到广泛关注。本课题通过在聚苯胺衍生物-聚(N,N,N,N-四苯基苯二胺)上引入氮氧自由基,制备出新型的有机聚合物锂离子电池正极材料,并探究其电化学和电池充放电性能。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1、查阅不少于15篇的参考文献(其中近5年英文文献不少于3篇),了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;

2、合成聚合物,通过FTIR、NMR等测试对其化学结构进行表征;

3、装配电池,对其进行电化学测试及电池性能测试;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-3周:查阅文献,确定具体实验路线,准备实验原料以及仪器和设备,确定实验方案;

第4-9周:对聚合物进行合成及化学结构的表征;

第10-12周:装配电池,通过电化学工作站、电池测试系统,探究其电化学及电池性能。

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4. 主要参考文献

[1] Powering up the future: radical polymers for battery applications. Advanced Materials, 2012, 24: 6397-6409.

[2] Engineering radical polymer electrodes for electrochemical energy storage. Journal of Power Source, 2017, 352:226-244.

[3] Polytriphenylamine derivative with high free radical density as the novel organic cathode for lithium ion batteries. Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2: 20083-20088.

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