聚苯胺復合材料的制備及其在鋰二次電池的應用.pdf

1、聚苯胺由于具有合成簡單、成本低廉、環(huán)境友好、優(yōu)異的電化學性能等優(yōu)點，在鋰二次電池中的應用備受關注。但純聚苯胺做電池的正極材料，容量衰減快、功率密度低等問題是限制其發(fā)展的重要因素。因此，制備聚苯胺復合材料成了近幾年的研究熱點。
　　本文對聚苯胺的合成工藝條件進行了優(yōu)化，研究表明，苯胺濃度為0.7 mol/L，n[(NH4)2SO4]/n(An)=1.25，鹽酸濃度為1.5 mol/L時，聚苯胺有最高的產率、摻雜率、電導率和電池內阻，

2、并確立了雙氧化劑體系（MnO2+APS）。
　　根據上述最佳工藝制備出本征氧化態(tài)和本征還原態(tài) PANi/C復合材料。紅外譜圖顯示本征還原態(tài) PANi的醌式結構吸收峰明顯減弱，得到較好的還原。XRD、SEM測試表明 PANi/C復合材料復合效果較為理想。以復合材料作為正極組裝鋰二次電池，阻抗譜測試表明 PANi在電池中進行了摻雜，與純PANi做正極相比有更低的電池內阻；本征氧化態(tài)和本征還原態(tài)在0.2 C倍率首次放電容量分別為146.

3、9 mAh/g和170.9 mAh/g，經過100次充放電循環(huán)后，電池容量仍然超過純 PANi的首次放電容量73.7 mAh/g，庫倫效率維持在98％以上；在5C倍率首次放電容量分別為115.6 mAh/g和143.2 mA/g，100次充放電循環(huán)后僅衰減23.4%和11.0%，具有良好的循環(huán)壽命和倍率性能。
　　提出了五種復合方法制備出 PANi/RGO復合材料。PANi與GO共還原和還原態(tài)PANi與GO反應這兩種方法，在紅外譜

4、圖中GO的含氧官能團和PANi的醌式結構吸收峰明顯減弱或消失，GO和PANi得到較好的還原；與其它復合方法相比，這兩種復合方法的XRD和SEM測試表明有更高的結晶度，復合效果更為理想。以這五種方法制備的復合材料作為正極組裝鋰二次電池，通過阻抗譜和tafel測試表明，PANi與GO共還原和還原態(tài)PANi與GO反應這兩種制備方法的電池內阻最小，電極反應的可逆性更好；在0.2 C倍率首次放電容量分別達到162.5 mAh/g和190.6 mA