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导电含硫聚合物的结构与性能及储锂机理研究     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Structure, Performance and Lithium Storage Mechanism of Conductive Sulfur-containing Polymers
【作者】 喻献国;
【导师】 解晶莹;
【学位授予单位】 中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);
【学科专业名称】 材料物理与化学
【学位年度】 2005
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
【网络出版投稿时间】 2006-02-08
【关键词】 导电聚合物; 单质硫; 聚丙烯腈; 锂电池; 材料表征;
【英文关键词】 conductive polymer; elemental sulfur; polyacrylonitrile; lithium batteries; material characterization;
【中文摘要】 单质硫或有机硫化物因理论比容量高而成为新一代高能二次锂电池中有应用潜力的正极材料。但由于其电子和离子的绝缘性以及溶剂可溶性,锂-硫电池的活性物质利用率低,容量衰减快。根据聚丙烯腈热结构化形成导电高分子和聚合物热硫化形成多硫键的特点,本文以聚丙烯腈和单质硫为原料,通过高温固相反应制备了导电含硫聚合物正极材料CSM,该材料导电性良好、不溶不熔、电化学可逆性高,从而克服了单质硫和一般有机硫化物作为电极材料所遇到的困难。 表征了CSM的基本分子结构和聚集态结构。固体~(13)C-NMR共振谱确认了分子中具有C=C和C=N双键;指认了FTIR光谱中位于1000~400cm~(-1)范围内的吸收峰,表明分子中有C-S键和S-S键,激光Raman光谱进一步证实了它们的存在。提出了PAN与S_8加热反应机理,明确了CSM的基本分子结构由主链和侧链组成,主链含有类并吡啶的重复结构单元,侧链是与主链相连的多硫或二硫键。类吡啶的六元环具有离域的π电子,S-S键电化学氧化还原可逆,因此CSM在分子结构上具备“主链导电侧链储能”的功能。XRD表明CSM的聚集态结构是由短程有序的类石墨微晶经无规堆积形成的长程...
【英文摘要】 Elemental sulfur and organosulfide have been proposed as promising cathode materials for the next generation of high-performance rechargeable lithium batteries due to their high theoretical capacity. However, they exhibit low utilization and fast capacity fade in lithium batteries due to their electrically and ionically insulated nature as well as solvent-solubility. According to the specialties that thermally structurizing polyacrylonitrile comes into being a conductive macromolecule and sulfurizing polyme...
【更新日期】 2006-04-15

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导师:解晶莹    导师单位:中国科学院上海微系统与信息技术研究所    学位授予单位:中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
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