导电高分子在作为电 极材料方面的应用 化学合成聚(3-甲基噻吩) 粘合剂在电极方面的应用 分子在染料敏化钠晶Tio2太 阳电池中的应用 四、聚苯胺导电材料在二次电池电极材料 中的应用
导电高分子在作为电 极材料方面的应用 一、化学合成聚(3-甲基噻吩) 二、粘合剂在电极方面的应用 三、高分子在染料敏化钠晶TiO2 太 阳电池中的应用 四、聚苯胺导电材料在二次电池电极材料 中的应用
化学合成聚(3-甲基噻吩 其主要运用是制备复合电极:按一定比例称取聚 (3-甲基噻吩)、乙炔黑(由于乙炔黑的量很少, 因此在电容方面的作用可以忽略不计,主要用于 提高复合膜的电导)、P( VDF-HFP),加入N-甲 基吡咯烷酮(NMP)溶解成一悬浊液,滴加适量 丙酮使之粘度下降,高速搅拌2h。蒸发部分丙 酮使悬浊液达到一定粘度。将此悬浊液涂于石墨 电极(电流收集器)上,待晾干后,抽真空,保 持数小时。所得的复合膜中各组分比例为: 550%聚(3-甲基噻吩)、42.4%P(VDF-HFP)、26% 导电碳黑
一、化学合成聚(3-甲基噻吩) ◼ 其主要运用是制备复合电极：按一定比例称取聚 (3-甲基噻吩)、乙炔黑（由于乙 炔黑的量很少， 因此在电容方面的作用可以忽略不计，主要用于 提高复合膜的电导）、P(VDF-HFP)，加入 N- 甲 基吡咯烷酮（NMP）溶解成一悬浊液，滴加适量 丙 酮使之粘度下降，高速搅拌 2 h。蒸发部分丙 酮使悬浊液达到一定粘度。将此悬浊液涂于石墨 电极（电流收 集器）上，待晾干后，抽真空，保 持数小时。所得的 复合膜中各组分比例为： 55.0%聚(3-甲基噻吩)、42.4% P(VDF-HFP)、2.6% 导电碳黑
粘合剂在电极方面的应用 镉镍蓄电池电极片目 前较普遍采用的是正极以 泡沫镍、负极以穿孔钢带 为集流体,然后利用粘合 剂分别将正、负极活性物 质调成粘稠度适中的浆料, 填充到泡沫镍或者涂到穿 电池科 孔钢带的表面,干燥后再 利用滚压机将极片滚压到 一定的厚度,剪切成适当 GNC10-(2)n 的尺寸。 alibaba
二、粘合剂在电极方面的应用 镉镍蓄电池电极片目 前较普遍采用的是正极以 泡沫镍、负极以穿孔钢带 为集流体，然后利用粘合 剂分别将正、负极活性物 质调成粘稠度适中的浆料， 填充到泡沫镍或者涂到穿 孔钢带的表面，干燥后再 利用滚压机将极片滚压到 一定的厚度，剪切成适当 的尺寸
高分子在染料敏化钠晶T2 太阳电池中的应用 染料敏化纳晶TiO2太阳电池是■基于聚对苯二甲酸乙二醇酯 一种极具竞争力的新型太阳能 PET)的柔性电极制备纳晶 电池,它主要由三部分组成染 TO2多孔薄膜电极的传统方法 料敏化的TiO纳晶电极、电解是将TiO2胶体溶液涂敷在导电 质和对电极,每一组成部分又由玻璃基底上,再经过高温烧结 几种材料组成每一种材料都在(400~450℃),使TiO2颗粒之间 电池将太阳能转化为电能的过 以及TiO2颗粒与导电基底之间 程中发挥特定的作用。为了进 结合牢固,并且可以去除有机残 步降低成本、改善性能,用 留物,从而提高纳TO2多孔薄膜 高分子材料代替其中的一种或 内电子的输运速度及电极的稳 几种组成材料,经过适当改性 定性。但导电玻璃重量大,易 的高分子材料,这样电池除具 破碎,不易加工,给染料敏化纳 备优异的机械加工性能外,还具晶TiO2太阳电池的实际应用带 备像金属与半导体一样的光、 来了很大的不便。近年来,基 电及电磁性能。 于高分子材料的柔性电极以其 重量轻可随意变形以及价格低 等优点引起了人们的广泛关注
三、高分子在染料敏化钠晶TiO2 太阳电池中的应用 ◼ 染料敏化纳晶TiO2 太阳电池是 一种极具竞争力的新型太阳能 电池 ,它主要由三部分组成:染 料敏化的TiO2纳晶电极、电解 质和对电极,每一组成部分又由 几种材料组成,每一种材料都在 电池将太阳能转化为电能的过 程中发挥特定的作用。为了进 一步降低成本、改善性能,用 高分子材料代替其中的一种或 几种组成材料，经过适当改性 的高分子材料 ,这样电池除具 备优异的机械加工性能外,还具 备像金属与半导体一样的光、 电及电磁性能。 ◼ 基于聚对苯二甲酸乙二醇酯 ( PET) 的柔性电极制备纳晶 TiO2多孔薄膜电极的传统方法： 是将TiO2 胶体溶液涂敷在导电 玻璃基底上,再经过高温烧结 (400～450 ℃) ,使TiO2颗粒之间 以及TiO2颗粒与导电基底之间 结合牢固,并且可以去除有机残 留物 ,从而提高纳TiO2多孔薄膜 内电子的输运速度及电极的稳 定性 。但导电玻璃重量大,易 破碎 , 不易加工,给染料敏化纳 晶TiO2太阳电池的实际应用带 来了很大的不便。近年来,基 于高分子材料的柔性电极以其 重量轻可随意变形以及价格低 等优 点引起了人们的广泛关注
半导体电极染料 对电极 D+/D* 电解质 〔) E D+/D 负载 图1染料敏化纳晶太阳电池结构及工作原理示意图 (Ecb:半导体的导带边;Eb:半导体的价带边; D、D3:分别是染料的基态和激发态;|-/|- 3:氧化还原电解质
图1 染料敏化纳晶太阳电池结构及工作原理示意图 ( Ecb :半导体的导带边; Evb :半导体的价带边; D、D 3 :分别是染料的基态和激发态; I - / I - 3 :氧化还原电解质
四、聚苯胺导电材料在二次电池电 极材料中的应用 聚苯胺的结构特性 聚苯胺是由还原单元 N H 和氧化单元 构成,其结构式为
四、聚苯胺导电材料在二次电池电 极材料中的应用 聚苯胺的结构特性： 聚苯胺是由还原单元 和氧化单元 构成,其结构式为
聚苯胺在二次电池正电极材料中的应用 聚苯胺电极正极材料在二次电池中既可以通过阴离子掺杂(即P型 掺杂)也可以通过阳离子掺杂(即n型掺杂)来实现其充放电功能。聚 苯胺近年来在电极材料方面的应用性研究很多,可见通过改变掺杂剂 的种类或是使用合适的大分子模板制备出来的聚苯胺都可以直接作 为锂离子二次电池的正极材料加以应用。聚苯胺正极材料与无机材料 的复合材料一般而言有以下三种方法 1)简单的物理混合;、 (2)将聚合物溶解然后加入无机物混合涂布除去溶剂 (3)将聚合物单体溶解加入无机物然后聚合。 加入的无机物一般采用电化学活性较高的氧化物正极材料如WO3 TiO2、MnO2、V205
聚苯胺在二次电池正电极材料中的应用 聚苯胺电极正极材料在二次电池中既可以通过阴离子掺杂(即P 型 掺杂) 也可以通过阳离子掺杂(即n 型掺杂) 来实现其充放电功能。聚 苯胺近年来在电极材料方面的应用性研究很多,可见,通过改变掺杂剂 的种类或是使用合适的大分子模板制备出来的聚苯胺,都可以直接作 为锂离子二次电池的正极材料加以应用。聚苯胺正极材料与无机材料 的复合材料一般而言有以下三种方法: (1) 简单的物理混合; 、 (2) 将聚合物溶解,然后加入无机物混合,涂布,除去溶剂; (3) 将聚合物单体溶解,加入无机物,然后聚合。 加入的无机物一般采用电化学活性较高的氧化物正极材料如WO3 、 TiO2 、MnO2 、V2 O5
苯胺在二次电池负极材料中的应用 对锂二次电池的充放电过程进行分析可发现:充电时,Li+从正极脱嵌经过 电解质进入负极,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极;放电时则相 反,Li从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极。在正常充放电情况下,Li+在层状 结构的碳负极材料的层间嵌入和脱出只应引起层面间距的变化,而不破坏晶 体结构,即在充放电过程中,负极材料的化学结构基本改变。由此可见为了提 高电池性能选用的碳负极材料应符合以下要求(1)锂储存量高; (2)锂在碳中的嵌入脱嵌反应快即锂离子在固相内的扩散系数大在电极/ 电解液界面的移动阻抗小 (3)锂离子在电极材料中的存在状态稳定; (4)在电池充放电循环中碳负极材料体积变化小; (5)电子导电性高; (6)碳材料在电解溶液中不溶解
苯胺在二次电池负极材料中的应用 对锂二次电池的充放电过程进行分析可发现:充电时,Li+从正极脱嵌经过 电解质进入负极,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极;放电时则相 反,Li+从负极脱嵌 ,经过电解质嵌入正极。在正常充放电情况下,Li+在层状 结构的碳负极材料的层间嵌入和脱出只应引起层面间距的变化,而不破坏晶 体结构,即在充放电过程中,负极材料的化学结构基本改变。由此可见,为了提 高电池性能,选用的碳负极材料应符合以下要求:(1) 锂储存量高; (2) 锂在碳中的嵌入脱嵌反应快,即锂离子在固相内的扩散系数大,在电极/ 电解液界面的移动阻抗小; (3) 锂离子在电极材料中的存在状态稳定; (4) 在电池充放电循环中,碳负极材料体积变化小; (5) 电子导电性高; (6) 碳材料在电解溶液中不溶解
参考文颜: 1、吕国金<杨兰生、张曼等“贮氢电极粘合剂的选择及其进展 、汪昆华,罗传秋聚合物近代仪器分析[M].北京:清华大学出版 社,19919:2044 3、夏和生.超声辐射制备聚丙烯酸正丁酯和聚苯胺纳米材料的硏究 [D].四川大学博士学位论文,2001 4、赵亮葛岭梅周安宁刘春宁(西安科技大学化学化工系,西 安710054) 5、杨红柳等:化学合成聚3甲基噻吩)及其在超电容器中的应用
参考文献： 1、吕国金<杨兰生、张曼等“ 贮氢电极粘合剂的选择及其进展 2、汪昆华 ,罗传秋. 聚合物近代仪器分析[ M ] . 北京 : 清华大学出 版 社 ,1991 ,99 :20 44 3、夏和生. 超声辐射制备聚丙烯酸正丁酯和聚苯胺纳米材料的研究 [ D ] . 四川大学博士学位论文,2001 4、 赵 亮 葛岭梅 周安宁 刘春宁(西安科技大学化学化工系,西 安 710054) 5、杨红柳等：化学合成聚(3-甲基噻吩)及其在超电容器中的应用