聚苯胺-五氧化二釩復合電極材料的研究.pdf

1、V2O5干凝膠(xerogel)由于具有高的理論比容量和良好的加工性，是很有希望在實際中獲得應用的鋰離子電池正極材料，然而低電子導電率、低鋰離子擴散系數(shù)以及主體晶格的結(jié)構(gòu)變化導致其循環(huán)性能并不理想。將V2O5干凝膠與電子導電聚合物復合被認為是解決以上不利因素的有效途徑之一。 本文就聚苯胺/五氧化二釩(PAn/V2O5)復合物的合成、結(jié)構(gòu)和電化學性能進行了研究，并探討了An/V2O5配料比、反應溫度和反應時間對復合物的影響，以優(yōu)化

2、其電極性能， 利用苯胺單體與V2O5干凝膠之間的氧化還原反應可獲得PAn/V2O5復合物。紅外光譜(IR)表明復合物中PAn主要以導電聚苯胺鹽的形式(emeraldinesaltform)存在，PAn鏈與V2O5晶格之間可能形成了V=O…HN氫鍵。X射線衍射(XRD)、熱重(TG)和差示掃描量熱(DSC)證實了PAn/V2O5復合物保持了較規(guī)整的層間排列結(jié)構(gòu)，PAn取代了V2O5干凝膠中的層間水而部分嵌入其片層間，由于受空間的限

3、制，PAn分子鏈以比較伸展的鏈構(gòu)象存在。 在1.8～3.8V(Vs.Li)之間的電化學測試表明：與V2O5干凝膠相比，PAn/V2O5復合物的鋰離子嵌脫可逆性和充放電循環(huán)性能都有較大的提高。這是由于PAn的嵌入不僅可以促進電子和/或鋰離子的傳遞，而且也能夠穩(wěn)定V2O5的二維層狀結(jié)構(gòu)。在PAn/V2O5復合電極中，V2O5是主要的電活性物質(zhì)，而PAn的含量、位置、共軛鏈長度及有序程度也是非常重要的因素。0.8mA/cm2電流密度下