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聚苯胺/碳复合物的合成及其电化学性能研究

2012-12-23韩家军程瑾宁

材料科学与工艺 2012年1期

韩家军,耿 林,程瑾宁,朱 超

(1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;2.哈尔滨工业大学(威海)海洋学院,威海264209)

聚苯胺/碳复合物的合成及其电化学性能研究

韩家军1,耿 林1,程瑾宁2,朱 超2

(1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;2.哈尔滨工业大学(威海)海洋学院,威海264209)

采用化学法合成了聚苯胺/活性炭(PANi/C)和聚苯胺/石墨(PANi/G)复合材料,并研究了其电化学性能.在合成过程中,加入石墨或活性炭均可提高PANi的产率,尤其加入活性炭.所获得的PANi/C、PANi/G复合物的电导率高于聚苯胺与活性炭(PANi+C)、聚苯胺与石墨(PANi+G)混合物及PANi的电导率,其中加入石墨的PANi/G复合物电导率明显增大.以PANi、PANi/G和PANi/C作为Zn-PANi二次电池阴极材料,其放电比容量分别为74.1 mAhg-1、101.3 mAhg-1和118.7mAhg-1,电池库伦效率达90-100%.

聚苯胺;聚苯胺复合物;Zn-PANi二次电池

导电聚合物被人们发现以来,聚苯胺(PANi)由于具有高电导率、高理论比容量、优异的氧化还原可逆性和原料的价廉易得等优点[1],适宜用作电池的活性物质而受到研究者们较多关注.导电聚合物PANi制备简单,而且无毒,可由化学法制成PANi粉末,也可由电化学法制成PANi膜[2,3].因此,锌-聚苯胺(Zn-PANi)二次电池的研究受到广泛关注[4].但随着研究的深入,Zn-PANi电池仍然存在许多问题:在充放电过程中,PANi的利用率低下,过充电条件下PANi会分解,并且电池还存在较严重的自放电和锌电极的枝晶生长和钝化问题[5-8].PANi的利用率低也使得Zn-PANi电池的比容量低.此情况的出现,主要是PANi的内阻较大所致.一方面PANi在放电过程中,伴随着阴离子的……

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