《酞菁共轭大分子——锂离子电池新型负极材料》
作者：陈军

定价：79.00元

出版时间：2025-10

ISBN：978-7-5240-0414-1

内 容 提 要

本书系统地阐述了锂离子电池有机负极材料的关键科学问题与技术挑战，提出了一系列基于酞菁共轭大分子的创新解决方案。本书共10章，深入分析了传统无机电极材料在能量密度、环境友好性等方面的局限性，以及有机电极材料面临的在电解液中溶解度高、导电性差等核心挑战；提出了羧基取代酞菁、硝基功能化酞菁、萘四酸酐接枝酞菁等新型分子设计策略，并通过石墨烯复合、稀土离子络合、三明治层状结构构建等多元改性方法提升材料性能；结合先进表征技术，系统地揭示了酞菁大分子的价态演变规律、结构性能关系及储锂/钠机制，为有机电极材料优化提供科学依据；展示了酞菁基材料在锂/钠离子电池中的实际性能表现，包括高比容量、长循环寿命等突破性成果。

本书可供从事电池材料研发的科研人员和企业工程师阅读参考，也可作为材料科学与工程、新能源科学与工程、材料化学等专业高年级本科生及研究生的教学参考书。

目录

1绪论1

1.1锂离子电池概述1

1.1.1锂离子电池发展现状1

1.1.2锂离子电池的组成和工作原理2

1.2锂离子电池无机负极的研究进展3

1.2.1脱嵌型负极材料3

1.2.2合金型负极材料4

1.2.3转化型负极材料5

1.3共轭有机负极5

1.3.1有机电极的优势和面临的挑战5

1.3.2共轭有机负极的分类7

1.3.3共轭类有机负极研究进展8

1.3.4有机负极材料面临的问题及研究进展13

参考文献16

2羧基取代酞菁化合物——锂离子电池高比容量新型有机电极材料22

2.1引言22

2.2实验部分23

2.2.1材料和方法23

2.2.2材料合成及电池组装23

2.3结果与讨论25

2.3.1紫外吸收光谱25

2.3.2负极材料的SEM分析26

2.3.3电化学阻抗谱（EIS）分析27

2.3.4循环伏安法性能28

2.3.5充放电性能29

2.4本章小结31

参考文献32

3羧基锂和酰胺取代酞菁——提升有机电极材料的储锂性能34

3.1引言34

3.2实验35

3.3结果与讨论36

3.4本章小结40

参考文献41

4四硝基取代酞菁化合物——一种锂离子电池新型有机电极材料43

4.1引言43

4.2实验43

4.2.1材料和表征方法43

4.2.2四硝基取代酞菁的合成及其纽扣电池的组装44

4.3结果与讨论45

4.3.1表征45

4.3.2电化学性能47

4.4本章小结51

参考文献52

5萘四酸酐接枝酞菁共轭大分子的制备及其储锂行为研究54

5.1引言54

5.2实验部分54

5.2.1材料制备54

5.2.2半电池电极的制备和扣式电池的组装55

5.3NTCDA和TNTCDANiPc的结构表征55

5.3.1红外、紫外可见光谱55

5.3.2SEM、TEM和XRD测试58

5.4NTCDA和TNTCDANiPc电极的电化学性能60

5.4.1CV曲线和充放电曲线60

5.4.2倍率性能和EIS阻抗谱图62

5.4.3循环和充放电曲线64

5.4.4NTCDA和TNTCDANiPc嵌锂机理65

5.5本章小结73

参考文献73

6石墨烯原位复合金属酞菁的制备及其储能行为研究76

6.1引言76

6.2实验76

6.2.1石墨烯原位复合金属酞菁(TNMPc@GN, M=Fe,Co,Ni)

的制备76

6.2.2半电池电极的制备和扣式电池的组装77

6.3结构表征78

6.3.1红外光谱、TG/DTA热分析78

6.3.2SEM、TEM、XRD表征分析79

6.4电化学性能分析82

6.4.1CV曲线82

6.4.2EIS阻抗和倍率性能分析83

6.4.3循环性能分析85

6.5嵌锂机理分析86

6.6本章小结90

参考文献90

7三明治层状酞菁化合物——高性能锂离子电池新型负极材料93

7.1引言93

7.2材料制备、测试与表征93

7.2.1三明治层状4硝基钇酞菁的合成93

7.2.2电极的制备及电池的组装94

7.2.3电池的电化学性能测试94

7.3层状钇酞菁的结构表征95

7.4层状钇酞菁的电化学性能99

7.4.1TNYPc的半电池的测试99

7.4.2TNYPc的全电池的测试100

7.5层状钇酞菁的机理分析101

7.6本章小结105

参考文献105

8不同稀土离子对三明治层状酞菁共轭大分子储锂性能影响规律108

8.1引言108

8.2实验108

8.2.1稀土氯化物MCl3（M=La,Y,Yb,Sc）的制备108

8.2.2三明治层状酞菁MPcs（M=La,Y,Yb,Sc）的合成109

8.2.3电极的制备及电池的组装109

8.3层状稀土酞菁MPcs（M=La,Y,Yb,Sc）的结构表征110

8.3.1核磁、MALDITOF和GPC表征分析110

8.3.2红外、紫外和TGA/DTA表征分析112

8.3.3XRD衍射花样114

8.3.4SEM和TEM图像分析115

8.4MPcs(M=La,Y,Yb,Sc)的电化学性能117

8.4.1CV曲线117

8.4.2EIS阻抗119

8.4.3循环和倍率性能120

8.5全电池性能123

8.6嵌锂机理分析124

8.7本章小结128

参考文献129

9CNTs/Gr复合三明治层状稀土酞菁复合电极及其储锂性能研究131

9.1引言131

9.2实验131

9.2.1三明治层状酞菁MPcs（M=La,Y,Yb,Sc）的合成131

9.2.24硝基稀土酞菁（MPcs,M=La,Y,Yb,Sc）与碳材料复合131

9.2.3电极的制备及电池的组装132

9.3MPc/CNT(M=Yb,La)和MPc/Gr(M=Yb,La)的结构表征132

9.3.1SEM形貌表征132

9.3.2TEM微观结构分析133

9.3.3 XRD衍射花样135

9.4电化学性能136

9.4.1EIS电化学阻抗136

9.4.2倍率性能测试138

9.4.3CV曲线139

9.4.4长循环性能140

9.5本章小结143

参考文献144

10酞菁接枝MAVA聚合物——高性能储锂/钠新型有机电极材料146

10.1引言146

10.2实验146

10.2.1材料制备146

10.2.2静电纺丝法制备MAVAPcNi电极148

10.2.3材料和方法148

10.2.4电化学表征148

10.3结果与讨论148

10.4本章小结161

参考文献162