氟化石墨-導電聚合物復合材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、鋰電池因具有微型、輕質、容量大等特點,而在民用及軍事領域得到了廣泛的應用。鋰電池的電化學反應主要由電池的正極、負極和電解液材料組成的體系決定,同時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部的正極材料本身的電化學性質。因此,開展對鋰一次電池正極材料的研究是提高鋰一次電池電化學性能的重要方法。
　　本文首先采用化學法合成了導電聚噻吩(PTh),研究了聚合溫度和聚合時

2、間對聚噻吩化學結構及其電化學性能的影響。結果表明,低溫合成時,噻吩環(huán)之間趨向于以α-α結合方式相連。當聚合溫度為0℃時(PTh0),聚合物呈片層狀堆積,形成微觀網(wǎng)絡形貌。同時該溫度下制備的PTh的電導率比聚合溫度為55℃制備的PTh高8.4倍。恒電流充放電以及交流阻抗測試結果顯示,PTh0具有較高的放電電壓平臺、較低的內部電阻,同時表現(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率是導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電性能的PTh與CFx復合,是提高其作為電池正極材料的電化學性能的重要方法。通過原位化學聚合法,制備了CFx/PTh復合材料,將其作為鋰一次電池的正極材料,研究了體系中CFx與PTh不同配比對電池電化學性能的影響。結果顯示復合材料在微觀下呈核殼結構,PTh(殼層)包覆在CFx(內核)片層表面形成了均勻有機聚合物層。相比于CFx(10-9~10-10 S/cm),CFx/PTh復合材料的導電率提高了7個數(shù)量級