有機化合物可作為鋰離子電池的負(fù)極材料

國內(nèi)外有許多研究有機化合物的鋰離子電池陰極材料有很多卓有成效的工作,特別是在含氧有機共軛化合物的方面,一些高電化學(xué)活性的含氧官能團和積極有機化合物的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的指導(dǎo)和參考,其中有關(guān)解決有機正極材料在電解液中的溶解度和低電導(dǎo)率的方法也有很多值得借鑒的地方。作為鋰離子正極活性材料的有機化合物分子，要獲得優(yōu)異的電化學(xué)性能，必須考慮以下三個因素:不溶于電解質(zhì);(3)具有一定的導(dǎo)電性。

目前,現(xiàn)有的研究對含氧有機化合物陽極材料進行了很多方面的改進措施的大量的導(dǎo)電劑、鋰/鈉鹽漬化的羰基化合物,羰基化合物的聚合過程,等等,并取得一定成果。但仍存在以下問題:

(1)添加導(dǎo)電劑而提高溶解度和電導(dǎo)率在某種程度上,反映了更大程度的有機材料的性能,另一方面,導(dǎo)電劑有助于能力的一部分,但會新增大量的導(dǎo)電劑導(dǎo)致活性物質(zhì)的減少,降低了電極容量,可導(dǎo)致不可逆容量新增;

(2)雖然鋰鹽化措施可以降低溶解度，但會引入一些非電化學(xué)活性的Li+-o-官能團，導(dǎo)致比容量降低。

(3)盡管聚合過程可以有效地降低溶解度,但沒有化學(xué)活性的組件將會被引入,如不小心重復(fù)元)和導(dǎo)致特定容量的減少,和低導(dǎo)電性聚合物和單體之間的電荷斥力大慢離子/電子轉(zhuǎn)移速率,而聚合物在充放電過程中的溶脹性及其聚集結(jié)構(gòu)會影響鋰離子的擴散速率。

為了解決這些問題,同時,今后的研究應(yīng)該在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,揚長避短,設(shè)計一些特殊的功能結(jié)構(gòu)的有機化合物,如更換氧氣包含組共軛大環(huán)共軛結(jié)構(gòu)系統(tǒng),可實現(xiàn)鋰離子充電和放電過程中嵌套和嵌入式,替代活動水平，實現(xiàn)更高的理論比容量。大環(huán)共軛體系一方面可以降低鋰離子電池在電解質(zhì)中的溶解度，進一步提高鋰離子電池的放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性，另一方面也可以提高電導(dǎo)率。綠色能源和可持續(xù)能源是未來的發(fā)展方向，隨著世界對能源可持續(xù)發(fā)展的重視，有機電池將吸引更多的關(guān)注。