具有多电子交换能力的电极活性材料能实现电池的高容量。而现有的商品电池中都是涉及单电子或不足一个电子交换的化学反应。本项目以具有多电子交换能力的多电子化合物为出发点,合成这类化合物并将其用作电极活性材料,深入研究多电子交换的反应机理和实现多电子交换的可行性,并有目的的设计、制备多电子化合物,制造高容量电池。
本项目主要研究具有多电子交换能力的高容量电极活性材料,并对电极活性材料在电解质溶液中的界面特性进行了系统研究。这期间,我们制备了Sn-Ni合金、包覆碳纳米管复合材料、填充碳纳米管复合材料、高铁酸盐,考察了它们的电化学性能。同时,研究了硼化物、氟化石墨电化学性能及其作为添加剂时的复合材料的电化学性能。结果表明,碳纳米管复合材料、Sn/Ni合金的可逆比容量可达567mAh/g及240mAh/g,且循环性能优异;在碱性电池中,高铁酸盐也表现出较高的比能量,但稳定性较差;添加CaB6的磷酸铁锂/CaB6复合材料则明显提高了磷酸铁锂的电子导电性及振实密度;氟化石墨作为添加剂可显著提高碱性电池的比容量;两种硼化物虽然储锂容量很小,却表现出脱锂平台低于嵌锂平台的异常现象。