氟化石墨-導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰電池因具有微型、輕質(zhì)、容量大等特點(diǎn),而在民用及軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鋰電池的電化學(xué)反應(yīng)主要由電池的正極、負(fù)極和電解液材料組成的體系決定,同時(shí)該體系也決定了電池的理論電壓、理論比能量和理論比容量。其中鋰一次電池的放電電壓、能量密度和功率密度主要取決于內(nèi)部的正極材料本身的電化學(xué)性質(zhì)。因此,開展對(duì)鋰一次電池正極材料的研究是提高鋰一次電池電化學(xué)性能的重要方法。
　　本文首先采用化學(xué)法合成了導(dǎo)電聚噻吩(PTh),研究了聚合溫度和聚合時(shí)

2、間對(duì)聚噻吩化學(xué)結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,低溫合成時(shí),噻吩環(huán)之間趨向于以α-α結(jié)合方式相連。當(dāng)聚合溫度為0℃時(shí)(PTh0),聚合物呈片層狀堆積,形成微觀網(wǎng)絡(luò)形貌。同時(shí)該溫度下制備的PTh的電導(dǎo)率比聚合溫度為55℃制備的PTh高8.4倍。恒電流充放電以及交流阻抗測(cè)試結(jié)果顯示,PTh0具有較高的放電電壓平臺(tái)、較低的內(nèi)部電阻,同時(shí)表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　氟化石墨(CFx)正極材料較低的電導(dǎo)率是導(dǎo)致鋰一次電池倍率性能較差的重

3、要原因之一。因此利用具有較高導(dǎo)電性能的PTh與CFx復(fù)合,是提高其作為電池正極材料的電化學(xué)性能的重要方法。通過原位化學(xué)聚合法,制備了CFx/PTh復(fù)合材料,將其作為鋰一次電池的正極材料,研究了體系中CFx與PTh不同配比對(duì)電池電化學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示復(fù)合材料在微觀下呈核殼結(jié)構(gòu),PTh(殼層)包覆在CFx(內(nèi)核)片層表面形成了均勻有機(jī)聚合物層。相比于CFx(10-9~10-10 S/cm),CFx/PTh復(fù)合材料的導(dǎo)電率提高了7個(gè)數(shù)量級(jí)