化学氧化法聚吡咯复合材料及其作锂二次电池正极的研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pipiyouxi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂/聚合物二次电池无论在容量、形状、充放电性能、安全与环境问题等方面还有相当大的发展空间。聚吡咯(PPy)具有稳定性好,容易合成,电导率高和良好的电化学氧化还原特性等优点,因此是锂二次电池正极的候选材料之一。本文尝试以化学氧化法制备出的PPy及其复合材料作锂二次电池正极活性材料,并对与其电化学性能相关的基础问题进行研究,以期改善实际生产中采用电化学法制备PPy膜与电极剥离困难和难以批量生产的状况。本论文分别讨论了聚吡咯、聚吡咯/二氧化硅(PPy/SiO2)和聚吡咯/五氧化二钒(PPy/V2O5)三种材料的物理化学和电化学性能。首先采用化学氧化法在水介质中制备了PPy,从反应温度、氧化剂用量、掺杂剂种类和用量等方面优化了聚合反应条件,得到电导率高达58.82S/cm的PPy。以纯PPy粉末作正极,摸索出最佳电极涂覆与扣式电池组装工艺,筛选出与正极相匹配的隔膜、电解液和粘结剂;研究了正极材料对电池性能的影响因素,得出PPy电导率高有利于提高电池比容量并从能带理论进行分析;探讨并验证了Li/PPy二次电池的充放电工作原理,PPy作正极是通过阴离子掺杂与脱掺杂实现充放电;目前电池最高放电比容量达到95mAh/g,且循环性能良好。本文研究了以PPy/SiO2复合材料作锂二次电池正极的情况。室温下,以提高正极材料电导率和改善其涂覆性能为目的,在PPy中引入纳米SiO2,用化学氧化法制备出PPy/SiO2复合材料并进行条件优化和性能表征;从材料化学组成和形态结构去研究材料与电池性能之间的关系;结果表明,室温下SiO2的加入使复合材料电导率和涂覆性加强,但对电池容量的促进作用不明显,目前电池最高放电比容量可达85.02mAh/g,循环性能良好。在上述工作的基础上,以提高正极材料电化学性能为目的,将PPy与电化学活性较高的V2O5复合,用化学氧化法制备出PPy/V2O5复合材料并进行了工艺优化和性能表征;目前以PPy/V2O5复合材料作正极,电池最高放电比容量已达230mAh/g。尝试从新的角度研究了PPy/V2O5复合材料作锂二次电池正极的充放电工作原理,PPy/V2O5复合材料作正极是通过阴离子掺杂/脱掺杂与锂离子嵌入/脱出共同实现充放电的,并对PPy和V2O5两者对电化学性能贡献的协同作用机理进行了分析。
其他文献
在档案管理工作中,档案保护技术工作是非常重要的部分,对档案保护技术工作的特点和性质进行必要的分析能够更好的在档案管理中进行档案保护技术的应用。同时,也能对档案保护技术
水利工程稽察检测是保证工程质量和安全的重要手段,是保证水利稽察科学性和权威性的重要手段。通过分析水利工程稽察检测的现状及存在的主要问题,提出了规范和提高水利工程稽察
按同质原则将 2 7只无角陶塞特 (♂ )与藏羊 (♀ )的杂交一代公羔 (3 5~ 4月龄 )分为 3个饲粮处理组 ,每组 9只。采用单因子设计 ,研究不同营养水平 (不同精粗比 )全饲粮颗粒
针对产品设计过程中的优化和重用问题,根据产品设计过程与生物生命过程的相似性,引入基因工程思想,提出了基于基因工程的设计过程优化和重用原理,用面向对象技术建立了设计过程基
一、花粉采集。采集露天自然条件下的花粉,具体做法是在铃铛花期时采集花朵带回室内,去掉花瓣、花丝,只留下花药,也可以把两花的花心相对磨擦,使花药掉落。把花药收集起来平摊于干
根据南水北调东线穿黄南干渠实验段保温板垫层和砂砾垫层混凝土衬砌施工质量探地雷达(GPR)检测结果及室内模拟实验结果,总结了GPR检测图像典型异常特征,确定了渠道衬砌裂缝、混
导电高分子纳米结构的研究还处在起步阶段,对于尺寸在100nm 或者是在100nm 以下结构,尤其是在绝缘基底上的构筑方法还不够成熟。而构筑方法的发展,直接与导电高分子纳米结构