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《西安科技大学》 2005年
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聚苯胺/碳复合电极材料制备研究

赵亮  
【摘要】:聚合物锂离子电池可以被制成任意形状和任意尺寸,因而应用范围很广。锂离子电池用高性能电极材料一直是锂离子电池开发研究的关键技术之一。 本文选用四种不同的碳前驱体在 N2 气氛下管式炉中进行低温热解制备无定形碳材料,研究了碳化条件以及碳化终温对碳材料导电性及结构的影响,研究表明:碳前驱体对碳材料的导电性能有重要影响,并随着碳化终温升高这一影响逐渐加大,其电导率随着碳化终温的升高而升高。XRD 和 FTIR 分析表明不同碳前驱体制备的碳材料的微晶结构以及官能团结构不同,随着碳化终温的升高,碳材料结构石墨微晶逐渐增多。利用无定形碳材料,通过原位聚合法制备 PANI/C 复合材料。研究了复合材料制备的工艺条件,得出了最佳的工艺参数:PANI 的聚合温度为 19~20℃左右;最佳聚合时间在 14h 左右;An/C 最佳质量比为 1∶1。不同碳化终温的碳材料,其对应的 PANI/C 复合材料的导电率主要由碳材料的电导率决定。PANI/C 复合材料的导电性顺序为:PANI/1000SFC60 PANI/1000SFC40~PANI/1000PFCPANI/1000SFC。采用 FTIR、XRD、TEM 等测试分析手段对复合材料的结构进行了表征。研究表明:不同碳材料制备的 PANI/C 复合材料结构不同,PANI 在碳材料中的聚合由于受碳材料结构限制结晶度降低并且特征官能团的红外吸收峰也因此有所变化。PANI/SFC60 复合材料的形貌特征表现为多孔性、质地疏松的颗粒状。TG/DTG 分析表明:PANI/C 复合材料稳定性相对于比聚苯胺以及煤基聚苯胺都有所提高。将 PNAI/C 复合材料组装成电池,测试其循环充放电特性,研究表明:碳材料类型对 PANI/C 复合材料的电极性能有重要影响,以 SF60 为前驱体,碳化终温为 800℃制备的 800SFC60 是比较理想的碳材料。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM911

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