1、鋰-有機物電池是一種新興二次電池，相較于傳統(tǒng)的鋰離子電池使用的無機材料，有機材料具有理論比容量高、結構多樣、原料資源豐富、環(huán)境友好、成本低等優(yōu)點，在便攜式電子設備、新動力交通工具等技術飛速發(fā)展的今天，有機材料在儲能器件領域極具發(fā)展?jié)摿?。然而，由于大部分的有機物是不導電的絕緣體，在電池充放電循環(huán)過程中反應產(chǎn)生的副產(chǎn)物較多，有機物鋰鹽極易溶解于有機電解液中造成活性物質(zhì)的流失等問題限制了鋰-有機物電池的研究進展以及在實際中的應用。
　　

2、本課題在研究有機物在鋰電池中的電化學性能的基礎上得出鋰有機物電池電化學性能衰減迅速的幾個重要原因，從而針對問題本質(zhì)探索改善其性能的方法，從電化學測試數(shù)據(jù)分析實驗方法成功提高了有機物的電化學循環(huán)穩(wěn)定性。實驗首先選取SAD、NAD、NTCDA和PTCDA這四種有機酸酐類材料作為活性物質(zhì)應用于鋰電池正極材料。通過對材料在充放電前和充放電過程中的恒流充放電測試、循環(huán)伏安測試、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、FT-IR紅外光譜等測試和分析手段，分

3、析得出：有機活性物質(zhì)在鋰電池中容易溶解于電解液中造成正極材料的損失；分子量最小的有機物丁二酸酐（SAD）更容易發(fā)生溶解，從第一圈放電比容量217mAh/g（理論容量的80％）第二圈衰減至56mAh/g，而在5圈之后放電比容量迅速衰減并穩(wěn)定在23mAh/g。而分子量最大的苝四甲酸二酐（PTCDA）100圈電化學循環(huán)后其放電比容量從初放的130.8 mAh/g（理論容量的95%）緩慢下降到86 mAh/g。根據(jù)SEM表征結果分析，電池鋰片上

4、的沉積物越多，有機物電化學性能越差；在恒流充放電過程中產(chǎn)生的有機鋰鹽溶解于電解液中發(fā)生穿梭效應穿過電池隔膜沉積在負極鋰片上，極大影響了鋰片的利用率。
　　在此基礎上，設計制備了一種有機物-石墨烯復合材料作為鋰電池正極材料，其中化學改性的石墨烯片經(jīng)試驗證明具有良好的電子導電性，其獨特的層狀結構為有機物提供了電子運輸通道，在層狀結構中還存在著豐富的交聯(lián)的孔洞結構更有效地阻礙了有機物及其反應產(chǎn)物有機鋰鹽與電解液直接接觸發(fā)生溶出和穿梭效應

5、；石墨烯片的層狀結構使其具有較大的比表面積，為有機物顆粒的附著提供了很大空間，增加了有機物與鋰離子的接觸，便于發(fā)生鋰離子的脫嵌反應；因此實驗有效改善了有機物的電化學性能，以 PTCDA為例，PTCDA/Super-P/PVDF電極電化學循環(huán)100圈后容量由130mAh/g衰減到86 mAh/g，且仍有繼續(xù)衰減趨勢，而PTCDA-CCG復合材料電極在200圈后仍能保留95mAh/g的放電比容量且容量穩(wěn)定，分析得出，有機物與石墨烯復合不僅可