优化聚苯胺在LiCoO2和LiMn2O4正极的导电与储锂性能

"聚苯胺在LiCoO2和LiMn2O4正极中的导电和贮锂功能，徐仲榆，范长岭" 这篇论文主要探讨了聚苯胺在锂离子电池（LIBs）正极材料LiCoO2和尖晶石LiMn2O4中的应用，尤其是其作为导电剂和贮锂材料的效能。聚苯胺是由化学聚合法制备的，具有较高的导电率和良好的贮锂性能。 首先，研究者通过化学聚合方法成功合成了聚苯胺，其产率高达94.06%，并且导电率达到了18.39 S·cm-1，远高于常用的导电剂乙炔黑（7.77 S·cm-1）。这种高导电性使得聚苯胺成为一种潜在的优秀导电添加剂。 在实验中，聚苯胺被用作锂离子电池正极的活性材料，无需额外添加导电剂。在恒电流充放电测试（电流密度I=15mA/g）下，第三循环的比放电容量达到60.8mAh/g，充放电效率为94.56%。这显示出聚苯胺不仅具备良好的导电性，还有贮锂的能力。 进一步的研究中，以LiCoO2和LiMn2O4为正极活性材料，用聚苯胺替代乙炔黑作为导电剂。在不同电流密度（15, 30, 45, 60mA/g）下进行充放电试验，结果显示，比充放电容量均有所增加，这意味着聚苯胺的使用显著降低了正极的极化程度，提高了电池性能。 特别值得注意的是，即使在大电流密度（60mA/g）充放电后，再切换到小电流密度（15mA/g），LiCoO2和LiMn2O4的比充放电容量几乎保持不变。这表明聚苯胺的存在并未破坏这两种材料的贮锂结构，证明了其对电极稳定性的影响是积极的。 论文的关键点在于聚苯胺作为导电剂的优越性，它的高导电性有助于降低正极材料的内阻，改善电池的整体充放电性能。研究还暗示，选择导电率高的导电剂对于优化锂离子电池的性能至关重要，因为这直接影响到活性材料外围导电网络的导电性，进而影响电池的效率和寿命。 这项工作揭示了聚苯胺在锂离子电池正极材料中的潜力，为提升电池性能提供了新的思路，尤其是在使用LiCoO2和LiMn2O4这些导电性较低的正极材料时，聚苯胺可能成为一个有效的解决方案。未来的研究可能会更深入地探索聚苯胺的优化合成方法以及在实际电池应用中的长期稳定性和经济性。