摘要: 为解决硅(Si)在充放电过程中体积变化剧烈及导电性差的问题,本研究以对苯二甲酸(TPA)和硫酸肼为单体,通过一步法在发烟硫酸溶剂中合成聚芳噁二唑(POD)原液,并采用非溶剂诱导相分离法(NIPS)在二氧六环中进行沉析与提纯,得到具有多孔结构的POD(dPOD)及其衍生的多孔碳材料(CdPOD)。与之对比,以去离子水处理得到的POD(wPOD)及其衍生的碳材料(CwPOD)则为致密结构。通过原位聚合结合高温碳化处理,将CdPOD和CwPOD包覆硅纳米颗粒(SiNPs),构建了核壳结构的硅碳复合材料(Si@CdPOD和Si@CwPOD)。Si@CwPOD具有更高的石墨化程度,提升了电子电导性,但其致密的碳层结构限制了锂离子(Li+)的传输。相比之下,Si@CdPOD的多孔碳层结构有利于Li+的传输并缓冲硅的体积膨胀。电化学测试表明,Si@CdPOD电极的循环稳定性和倍率性能优于Si@CwPOD。在1 A g-1电流密度下循环200次后,Si@CdPOD电极的放电比容量为691.4 mAh g-1。本研究对于开发高性能多孔硅碳负极具有借鉴价值。
摘要: 发展新型电化学活性分子对于各种电化学器件开发具有重要的意义。本文通过电化学工作站测试,发现了苯偶酰小分子在乙醇和水混合溶液中具有良好循环伏安可逆性,并以对苯二甲醛为单体,利用安息香缩合串联氧化脱氢反应首次制备了聚苯偶酰高聚物(DB-YHH)。傅里叶变换红外光谱、核磁共振光谱以及渗透凝胶色谱测试结果证明,DB-YHH是一类含有邻双羰基的共轭聚合物。该合成方法简单易行、原料简单易得、经济性高。电化学工作站测试结果表明,聚苯偶酰在1 mol/L KOH水系电解液中具有良好的电化学可逆性,其还原电势0.206 V vs RHE、氧化电势0.082 V vs RHE、可逆电势差124 mV。本工作开辟了安息香缩合串联氧化脱氢反应制备聚苯偶酰的新方法,可能导致一系列新型聚苯偶酰类聚合物的诞生。此外,聚苯偶酰在水系电解液中良好的电化学活性可能在各类电化学电池中具有潜在的应用。