鋰電池導電高聚物正極材料介紹
鋰離子電池中,除了可以用金屬氧化物作為其正極材料外,導電聚合物也可以用作鋰離子電池正極材料。
目前研究的鋰離子電池聚合物正極材料有:聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩等,它們通過陰離子的攙雜、脫攙雜而實現電化學過程。但這些導電聚合物的體積容量密度一般較低,另外反應體系中要求電解液體積大,因此難以獲得高能量密度。
活性聚硫化合物是另一類聚合物正極材料,其工作原理與前述幾種聚合物正極材料不同,是利用硫的氧化還原反應實現電化學過程。充電時含有巰基(SH)的有機硫化物單體被氧化(聚合)為含有S-S鍵的二硫化物或者聚合硫化物;放電時含有S-S鍵的硫化物又被還原(解聚)為有機硫化物單體。國外研究較多的有二巰基-噻二脞(DMcT)、三聚硫氰酸( TTCA)、四硫基-乙二胺( TTEA)等,其中以 DMcT的研究開發尤為引人注目。
DMcT作為鋰離子電池的正極材料,在比能量方面有著優勢,但其在室溫下的電化學氧化還原的速度較慢,所以不能滿足電池的大電流放電的要求。日本Oymam N等人通過采用導電聚合物如聚苯胺等對DMcT進行改性,達到分子水平的耦合,使其電極容量能達到225 mAh/g,表現出良好的發展前景。
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