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过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯的反应机理
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:35-39
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]华南师范大学化学与环境学院,广州510006, [2]华南师范大学,广东高校电化学储能与发电技术重点实验室,广州510006, [3]华南师范大学,电化学储能材料与技术教育部工程研究中心,广州510006
  • 相关基金:国家自然科学基金-广东省人民政府自然科学联合基金(U1134002)和广东省自然科学基金(10351063101000001)资助项目
  • 相关项目:高容量核壳结构纳米硅基锂电负极材料的分子设计及性能研究
中文摘要:

采用密度泛函理论(B3LYP/6-311+G(d,p))和MP2/6-311+G(d,p)方法,研究锂离子电池过充电保护添加剂1,4-二甲氧基苯(p-DMOB)的作用机理.计算结果表明,在过充时,p-DMOB优先于溶剂分子(乙基甲基碳酸酯、二甲基碳酸酯、碳酸乙酯)发生氧化反应.用B3LYP和MP2计算所得的p-DMOB理论氧化电位接近,分别为4.12和4.05V(vsLi/Li+).p-DMOB氧化时首先失去一个电子,生成p-DMOB+·正离子自由基,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为701.24和728.27kJ·mol^-1.失去电子后苯环的共轭性受到破坏,随后p-DMOB+·苯环上的C―H键发生断裂,失去H+并形成p-DMOB·自由基.用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为1349.78和1810.99kJ·mol^-1.p-DMOB·自由基很不稳定,会在电极表面发生聚合反应形成聚合物膜,用B3LYP和MP2方法计算所得的相应能量变化分别为-553.37和-1331.20kJ·mol^-1.

英文摘要:

The reaction mechanism of 1,4-dimethoxybenzene(p-DMOB)as an overcharge protection additive for lithium ion batteries was determined by theoretical calculation of density functional theory (DFT)at the level of B3LYP/6-311+G(d,p)and MP2/6-311+G(d,p).It was found that p-DMOB is oxidized prior to the solvents,ethyl methyl carbonate,dimethyl carbonate,and ethylene carbonate,when the lithium ion battery is overcharged.The calculated oxidative potentials of p-DMOB by B3LYP and MP2 methods are well in agreement at 4.12 and 4.05 V(vs Li/Li+),respectively.The initial oxidation of p-DMOB involves a one-electron transfer resulting in a radical cation p-DMOB +· .The corresponding energy variations were 701.24 and 728.27 kJ·mol^-1 from B3LYP and MP2 calculations,respectively.The p-DMOB +· species then loses one proton forming a radical p-DMOB·through the breaking of a C―H bond on the benzene ring,w ith the corresponding energy variations of 1349.78 and 1810.99 kJ·mol^-1 for B3LYP and MP2, respectively.The p-DMOB·species is unstable and copolymerizes forming an insulated polymer with the corresponding energy variations of-553.37 and-1331.20 kJ·mol^-1 for B3LYP and MP2,respectively.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781