Vol.18 No.4 汪树军等：导电高分子聚苯胺碳化材料的电化学性能 ·375· (4)实验电池的组装和测试 将碳化处理样品加5%左右的聚四氟乳液，混均后辗压成膜，膜厚约100~120μm.将 膜在140℃真空干燥10h后与金属锂组装成实验电池（被测样品为正极，锂为负极），然后进 行充放电测试，电池充放电过程是由恒流充放电仪（实验室自制）进行控制，并同时用计算 机采集电池的充放电时间，电压和容量等数据 2 结果与讨论 2.1处理温度与碳化和石墨化程度的关系 对聚苯胺样品分别在550、700、1000、1300、1600 ℃等5个不同温度进行碳化处理.图1是在各种碳化 温度处理后的样品X光粉末衍射图.从图1可以看出， 在700℃处理后，样品基本上是无定形的，结晶度和 石墨化程度都很低，1000℃处理后则开始出现d100 28/(°) 衍射峰，1300℃和1600℃处理的样品d100衍射峰则 图1不同碳化温度处理后的样 品X射线粉沫衍射图 显得更为明显和尖锐.这说明在此条件下，聚苯胺石 (a)550℃；(b)700℃；(c)1000℃； 墨化程度已很高， (d1300℃；(e)1600℃ 2.2处理温度对电池不可逆容量的影响 不同温度处理的碳化材料所组装的电池，在电流为0.35mA的恒流条件下进行充放 电测试，充放电电压范围为1.5~0.005V.结果发现：所有样品在第一次充放电时都有不可 逆容量，但随着处理温度的不同，不可逆容量也发生变化.为了定量比较不可逆容量的大 小，分别计算了不同温度处理的样品前3次不可逆性和库仑效率（见表1） 表1不同温度处理的碳电极的不可逆性和库仑效率 t/℃ 不可逆性% 库仑效率/% 2 3 1 2 3 550 78.6 35.7 35.7 10.4 64.3 64.3 700 68.4 18.3 17.2 31.6 81.7 82.8 1000 46.0 2.4 2.3 54.0 97.6 97.7 1300 45.8 7.5 5.1 54.2 92.5 94.9 1600 59.4 17.3 10.8 40.6 82.7 892 从表1中的不可逆性数据分析可以看出，任何温度处理的样品，第1次不可逆性 都比较大，最小的也在45%以上，最大的高达78.6%.但在第2次循环时，不可逆性都迅速 降低.第3次循环和第2次循环相比，基本处于同一水平之内. 从前3次循环看，1000℃和1300℃处理的样品不可逆性都比较小，库仑效率比较高， 并且可以看出，所有样品的不可逆性均随着处理温度的升高呈现出先高后低然后再高的起 伏状态，而库仑效率与此变化规律相反.V o l . 1 8 N 0 . 4 汪树军等: 导电高分子聚苯胺碳化材料的 电化学性 能 (4 ) 实 验 电池 的组 装和 测试 将碳化处理 样 品加 5 % 左右 的聚 四 氟乳 液 , 混 均后 辗 压成 膜 , 膜 厚约 1 0 一 12 0 卜m . 将 膜在 14 0 ℃ 真空 干 燥 10 h 后 与金 属锉 组装 成实 验 电池 (被测 样 品为 正极 , 锉 为负 极 ) , 然后 进 行充放 电测 试 . 电池 充放 电过程 是 由恒流 充 放 电仪 ( 实验 室 自制) 进 行控 制 , 并 同时 用计 算 机 采集 电池 的充放 电时间 , 电压和容 量 等数 据 . 2 结果与讨论 2 . 1 处 理温度 与碳化和 石墨 化程度 的关 系 对 聚苯胺 样 品分 别 在 5 5 0 、 7 0 0 、 1 0 0 0 、 1 3 0 0 、 1 6 0 0 ℃ 等 5 个 不 同温 度 进行 碳 化 处理 · 图 1 是在 各 种 碳 化 , 温度 处理后 的样 品 x 光 粉末衍 射 图 . 从图 l 可以 看 出 , 乙 在 7 0 ℃ 处理 后 , 样 品基本 上 是 无定 形 的 , 结 晶 度 和 石 墨化 程 度 都 很低 , 1 0 0 ℃ 处 理 后 则 开 始 出 现 d 1 OO 衍射峰 , 1 3 0 ℃ 和 1 6 0 ℃ 处理 的样 品 dl 0 衍 射 峰则 显 得 更 为 明显 和 尖 锐 . 这说 明 在此 条 件 下 , 聚苯 胺石 墨 化 程度 已很 高 . Ze / ( “ ) 图 1 不同碳化温度处理后的样 品 X 射线粉沫衍射 图 ( a ) 5 5 0℃ : ( b ) 7 0 0℃ : ( e ) 1 0 0 0℃ : ( d ) 1 3 0 0 0C : ( e ) 1 6 0 0 ℃ .2 2 处 理 温度对 电池不 可逆 容 t 的影 响 不 同温 度 处 理 的碳 化 材 料 所 组 装 的 电池 , 在 电流 为 .0 35 n 1A 的 恒 流 条 件 下 进 行 充 放 电测 试 , 充 放 电电压 范 围 为 1 . 5 一 .0 0 05 V . 结果 发现 : 所有 样 品在 第一 次充 放 电时都 有 不可 逆 容量 , 但 随 着处理 温 度 的不 同 , 不 可 逆容 量 也 发生 变 化 . 为 了 定 量 比较 不可 逆 容量 的大 小 , 分别 计 算 了 不 同温度 处理 的样 品前 3 次不 可逆性 和 库仑 效率 ( 见表 .l) 表 1 不同温度 处理 的碳 电极 的不可逆性 和库仑效率 act/ 一一一工旦j翌丝些止一一 库仑效率 / % 石37 64829748 :5 一64281972 .104粼316.40 .577223.51 .357183 .108 24.75173 孟U月,门nUQ 4 . . … 只On了0 1、 é 月/ 9 5 5 0 6445 7 0 0 1 0 0 0 1 3 0 0 1 6 0 0 从 表 l 中的不 可 逆性 数据 分析 可 以 看 出 , 任 何温 度处理 的样 品 , 第 1 次不 可 逆性 都 比较 大 , 最小 的 也在 45 % 以 上 , 最大 的高达 78 . 6 % . 但 在 第 2 次循 环 时 , 不 可逆 性都 迅 速 降低 . 第 3 次 循环和 第 2 次循 环相 比 , 基本 处于 同 一水 平之 内 . 从 前 3 次 循 环 看 , 1 0 0 ℃ 和 1 3 0 ℃ 处理 的样 品不 可 逆性 都 比较 小 , 库仑 效 率 比较 高 . 并 且 可 以 看 出 , 所 有 样 品 的不 可逆 性 均 随着 处理 温 度 的 升高 呈 现 出先 高 后低 然 后 再高 的起 伏 状态 . 而库 仑 效 率 与此 变化规 律相 反