聚苯胺在LiCoO2和LiMn2O4正极中的双重功能
2011-06-05范长岭徐仲榆苏玉长
中国有色金属学报 2011年4期
范长岭,徐仲榆,苏玉长
(1.湖南大学 新型炭材料研究所,长沙 410082;2.中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083)
由于锂离子电池(LIB)中的电化学反应是氧化还原反应,因此,当锂离子从电解液嵌入电极中的活性(贮锂)材料或从电极中的活性(贮锂)材料中脱嵌进入电解液时,必须有电子同时从集电极进入电极中的活性材料,或从电极中的活性材料中离开进入集电极[1]。这类电子流动途经活性材料颗粒内部以及在活性材料颗粒外围由导电剂及粘结剂所组成的导电网络。LiCoO2及尖晶石LiMn2O4的电子导电率比较低,一般在10−5S/cm左右。对生产(装配)LIB的工厂来说,要提高正极活性材料颗粒外围由导电剂和粘结剂所组成的电子网络的导电率,这可通过选用电子导电率高的导电剂来完成。显然,所选导电剂的电子导电率愈高时,正极活性材料颗粒外围导电网络的电阻愈小,LIB充、放电时正极的极化程度就愈小,从而使比充、放电容量增大,充、放电的电流密度(倍率)可以提高。由此可见导电剂的电子导电率在LIB中的重要性。
长期以来,在LIB的正极中一直都采用AB作为导电剂。近年来,一些学者考虑将具有线状的气相沉积炭纤维(VDCFs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)来替代具有颗粒状的AB。王国平等[2]根据X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析指出:MWCNTs内外层表现出比较规整的层状石墨结构,结晶度较高;而VDCFs尽管其内层与MWCNTs的结构类似,但其外层则为不完整的乱层结构,结晶度最低;而AB则为无定形结构,结晶度最低。……
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