【乾貨】鋰離子電池幾種有機正極材料介紹

2021-01-07 OFweek維科網

隨著儲能電源和電動汽車的迅猛發展，開發高能量密度的鋰離子電池成為研究的重點之一。鋰離子電池性能的提高很大程度上取決於正極材料的特性。目前無機正極材料使用廣泛，但不乏各種缺陷。與無機正極材料相比，有機物正極材料具有理論比容量高、原料豐富、環境友好、結構可設計性強和體系安全的優點，是一類具有廣泛應用前景的儲能物質。本文主要介紹了幾類作為鋰離子正極材料的有機化合物，對比分析了這些化合物的電化學性能、電化學反應機理。

導電有機高分子正極材料

早期的有機正極材料研究較多的是導電高分子材料，單一態的導電高分子正極材料存在許多缺陷，不能滿足實際應用的需求，人們開始了基於導電高分子的各種複合材料的研究。研究人員將V2O5摻雜在聚吡咯中製備PPy/ V2O5複合材料，充放電後PPy/ V2O5複合材料發生陰離子的摻雜/脫摻雜以及Li+的嵌入/脫嵌入反應,正極材料內部元素的百分含量和材料內部的外觀形貌會發生變化循環穩定性能不佳。

圖1 PPy/ V2O5複合材料電化學性能及充放電後表面形貌圖

該類導電聚合物用作鋰電池正極材料是通過陰離子的摻雜/脫摻雜實現電化學過程。通常存在以下缺點：反應體系中要求電解液的體積大，導致電池的能量密度難以提高，導電性能不高;電化學反應速度慢，需要摻雜大量的導電劑;有機聚合物在電解液中仍然存在緩慢溶解的問題;長期循環穩定性能不高;理論容量不高。存在很大的改進空間。

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