聚合物自由基化及其复合纳米碳构筑电极材料研究

批准号:
51573213
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
章自寿
依托单位:
学科分类:
E0305.高分子共混与复合材料
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
张扬帆、麦堪成、谭韵红、许瑞梅、杨康、陈耀光、于明浩
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中文摘要
自由基聚合物构筑新型聚合物基电极材料具有更高安全性、耐用性乃至穿着性等特点,可在新能源领域发挥重要作用,如何合成自由基聚合物和制备柔性电极目前是研究热点。针对带自由基双键单体空间位阻大聚合所得自由基聚合物分子量低、电化学稳定性差、结构形态与性能关系未涉及、自由基聚合物电极材料制备方法传统化使用有毒溶剂和粘结剂等问题,本项目以带可反应基团的现有聚合物为研究对象,通过聚合物反应基团与自由基间酯化反应将自由基接枝到聚合物主链,实现聚合物自由基化;采用熔融方法制备该自由基聚合物/碳纳米导体共连续相结构复合电极材料,重点研究聚合物自由基化和共连续相结构复合电极材料用于构筑可形变储能器件的基础科学问题和关键技术,阐明自由基聚合物一级、二级和多级结构与电学、力学和其他物理化学性能的关系规律,为新型自由基聚合物的设计合成、自由基聚合物/碳纳米复合材料的开发及其在储能器件中应用提供重要的理论依据与技术支持。
英文摘要
Novel polymeric electrode materials manufactured by radical polymers can provide more advantages in better safety, durability and comfortability, and also play an important role in the domain of new energies. Thus how to synthesize radical polymers and produce their flexible electrodes has been highlighted. Aim at low molecular weights, the poor electrochemical stability, the unknown of the relation between structure morphology and properties of radical polymers prepared by monomers with radicals and double bonds due to the steric hindrance, and the use of toxic solvents and binders in the traditional preparation methods of radical polymer electrode materials. In this project, we use currently available polymers with reactive groups as object of study. The radicals would graft into the main chain of polymers through esterification reaction between radicals and reactive groups of polymers to achieve the radicalization of polymers. The composite electrode materials building by radicalization polymer/carbon nano-composites with co-continuous phase morphologies will be manufactured by melting method. The fundamental scientific problems and key technologies in the radicalization of polymer as well as in the building flexible energy storage devices by composite electrode materials with co-continuous phase morphologies will be investigated. The relationship of the physicochemical performance of radical polymers and structure morphologies with the first-, second- and multi-level will be revealed. This work will provide important theoretical foundation and technical support for the synthesis and design, development of radical polymer/carbon nano-composite materials and their application in energy storage devices.
自由基聚合物构筑新型聚合物基电极材料具有更高安全性、耐用性乃至穿着性等特点,可 在新能源领域发挥重要作用,如何合成自由基聚合物和制备柔性电极目前是研究热点。针对带自由基双键单体空间位阻大聚合所得自由基聚合物分子量低、电化学稳定性差、结构形态与性能关系未涉及、自由基聚合物电极材料制备方法传统化使用有毒溶剂和粘结剂等问题,本项目以带可反应基团的现有聚合物为研究对象,通过聚合物反应简便合成了自由基共聚物为新型粘结剂,阐明自由基聚合物一级、二级和多级结构与电学、力学和其他物理化学性能的关系规律。项目还提出简便合成高导电硫/碳复合物策略,利用组分间自组装行为与界面作用调控结构制备高导电耐形变复合材料,通过组分均质化构筑了高能量密度耐形变储能电极材料。因此,本项目为新型自由基聚合物的设计合成、自由基聚合物/碳纳米复合材料的开发及其在储能器件中应用提供重要的理论依据与技术支持。目前,本项目已经申请发明专利公开4件,在有影响力的国际重要学术期刊Energy and Environmental Science (IF= 33.250)、Journal of Materials Chemistry A (2篇,其中1篇为封面文章,10.733)、Macromolecular Rapid Communications(IF= 4.078)和Macromolecular Chemistry and Physics (IF= 2.33)发表论文5篇,培养在读博士生毕业3名,硕士生2名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Long-Life and High-Power Binder-Free Cathode Based on One-Step Synthesis of Radical Polymers with Multi-Pendant Groups
基于一步合成多侧基自由基聚合物的长寿命、高功率无粘结剂正极
DOI:10.1002/marc.201800195
发表时间:2018
期刊:Macromolecular Rapid Communications
影响因子:4.6
作者:Chen Yaoguang;Zhang Yangfan;Liu Xiu;Fan Xuliang;Bai Bing;Yang Kang;Liang Zhongxin;Zhang Zishou;Mai Kancheng
通讯作者:Mai Kancheng
DOI:10.1039/c7ee01702b
发表时间:2017-11
期刊:Energy and Environmental Science
影响因子:32.5
作者:You Zhang;Xuliang Fan;Junhua Jian;Dingshan Yu;Zishou Zhang;L. Dai
通讯作者:You Zhang;Xuliang Fan;Junhua Jian;Dingshan Yu;Zishou Zhang;L. Dai
Design and Synthesis of a Facile Solution-Processing and Ultrastable Crosslinkable Branched Nitroxide Polymer
易于溶液加工且超稳定的可交联支化氮氧化物聚合物的设计与合成
DOI:10.1002/macp.201900068
发表时间:2019
期刊:Macromolecular Chemistry and Physics
影响因子:2.5
作者:Qin Herong;Qin Herong;Huang Jianbing;Liang Hui;Zhang Zishou;Lu Jiang
通讯作者:Lu Jiang
Ultrahigh energy fiber-shaped supercapacitors based on porous hollow conductive polymer composite fiber electrodes
基于多孔中空导电聚合物复合纤维电极的超高能量纤维状超级电容器
DOI:10.1039/c8ta03903h
发表时间:2018-07-14
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
影响因子:11.9
作者:Zhang, Yangfan;Zhang, Xiyue;Chen, Xudong
通讯作者:Chen, Xudong
A general dissolution-recrystallization strategy to achieve sulfur-encapsulated carbon for an advanced lithium-sulfur battery
用于先进锂硫电池的硫包封碳的通用溶解-重结晶策略
DOI:10.1039/c8ta02180e
发表时间:2018-07-07
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
影响因子:11.9
作者:Fan, Xuliang;Zhang, Yangfan;Mai, Kancheng
通讯作者:Mai, Kancheng
基于碳纳米管表面聚苯胺分子链形态受限行为设计制备高性能储能器件电极材料的研究
- 批准号:51973236
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:章自寿
- 依托单位:
高导电弹性EVA/碳纳米复合材料及其复合MnO2电极材料的制备与性能研究
- 批准号:51303215
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:章自寿
- 依托单位:
国内基金
海外基金
