基于碘-β-環(huán)糊精包合物陰極的可充電鋰碘電池研究.pdf

1、在當(dāng)前的二次鋰碘電池研究中，基于碳材料固碘的鋰碘電池，倍率放電電流可比擬于超級電容器;基于水體系陰極的鋰碘電池放電比能量幾乎是鋰離子電池的兩倍?？梢姸武嚨怆姵匚磥砜赡苁且环N比較有潛力的新能源電池。二次鋰碘電池最關(guān)鍵的技術(shù)問題是有效地將碘限制在陰極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。本論文的創(chuàng)新點就是為二次鋰碘電池引進了新的一種低成本的固碘技術(shù)，而且基于新固碘技術(shù)的電池表現(xiàn)出了較好的循環(huán)性能。
　　通過簡單水溶液合成法制備了包合KI3的碘/β-CD包

2、合物。通過包合物熱重分析表明:碘被β-CD包合后，穩(wěn)定性得到較大的提高;XPS分析表明:碘和β-CD只是以物理方式結(jié)合的包合物;通過研究碘/β-CD包合物在酯類(1mol/L LiPF6-EC/EMC/DMC(v∶v∶v=1∶1∶1))和醚類(1mol/L LiTFSI-DOL/DME(v∶v=1∶1)有1％LiNO3添加）兩種電解液中的穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn):包合物在醚類電解液中穩(wěn)定性更好。
　　碘/β-環(huán)糊精包合物陰極在酯類電解液中的電化

3、學(xué)性能表征。在酯類電解液中初始放電比容量可達48mAh/g，但是由于久充不放的原因，并不能順利完成充放電循環(huán)。在電解液中添加了0.1M的碘化鋰后，電池電壓可充到3.5V，可以完成多個可逆循環(huán)，放電比容量45mAh/g左右，庫倫效率最高只有75％，50次循環(huán)后不到50％。以四組比例陰極材料表征包合物電化學(xué)性能時發(fā)現(xiàn)包合物和乙炔黑的質(zhì)量比是7∶3時才能獲最高放電比容量和庫倫效率。
　　碘/β-環(huán)糊精包合物陰極在醚類電解液中的電化學(xué)性能

4、表征。在醚類電解液中循環(huán)伏安曲線測試表明在3V左右出現(xiàn)一對I3-/I-電對的較強氧化還原峰，在3.45V左右出現(xiàn)I2/I3-的氧化還原峰。不同掃速的循環(huán)伏安表明電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)是擴散控制的。0.1C恒流循環(huán)充放電測試，初始放電比容量為66mAh/g，300次循環(huán)后還能有53mAh/g的放電比容量，庫倫效率保持在90％以上。雖然基于碘/β-環(huán)糊精包合物的陰極在醚類電解液中實現(xiàn)了較好的循環(huán)性能，但是放電比容量不是很高，倍率放電性能也不理想