隨著儲能電源和電動汽車的迅猛發(fā)展，開發(fā)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于正極材料的特性。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(huán)境友好、結(jié)構(gòu)可設(shè)計性強和體系安全的優(yōu)點，是一類具有廣泛應(yīng)用前景的儲能物質(zhì)。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(xué)性能、電化學(xué)反應(yīng)機理。

導(dǎo)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(dǎo)電高分子材料，單一態(tài)的導(dǎo)電高分子正極材料存在許多缺陷，不能滿足實際應(yīng)用的需求，人們開始了基于導(dǎo)電高分子的各種復(fù)合材料的研究。研究人員將V2O5摻雜在聚吡咯中制備PPy/V2O5復(fù)合材料，充放電后PPy/V2O5復(fù)合材料發(fā)生陰離子的摻雜/脫摻雜以及Li+的嵌入/脫嵌入反應(yīng),正極材料內(nèi)部元素的百分含量和材料內(nèi)部的外觀形貌會發(fā)生變化循環(huán)穩(wěn)定性能不佳。

圖1PPy/V2O5復(fù)合材料電化學(xué)性能及充放電后表面形貌圖

該類導(dǎo)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(xiàn)電化學(xué)過程。通常存在以下缺點：反應(yīng)體系中要求電解液的體積大，導(dǎo)致電池的能量密度難以提高，導(dǎo)電性能不高;電化學(xué)反應(yīng)速度慢，需要摻雜大量的導(dǎo)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(huán)穩(wěn)定性能不高;理論容量不高。存在很大的改進空間。