聚苯胺具有着一定程度的导电性,这就使得聚苯胺在蓄电池比如锂离子聚合物蓄电池之中的应用得到了人们的不断关注。20世纪90年代,二次纽扣电池被开发研究出来,由日本桥石公司率先做出此种电池,该电池的出现改变了人们生活的各个方面,桥石公司将其逐步推向市场,获得了不错的收益。该种电池需要被简要地介绍一下,此二次电池的正极用的是聚苯胺,负极用了锂铝合金,采用了LiBF4作为电解质,经相关的测试研究表明,该电池的循环寿命达到了1000小时的新高度,和寻常所使用的的普通二次电池相比较而言更长寿耐用。然而聚苯胺锂电池的缺点也是很容易被看出来,易燃、易爆、易干涸这三点十分的不好,这也影响了这种电池的后续发展,为了保证该种类二次电池在使用时更加安全,嵌锂电极由于其安全性还有其他某些方面性质较好走进了人们的视野中并逐步取代了金属锂电极。95169
塞尔维亚的Jugovic发现柠檬酸钠对二次电池有一些影响,所制作的锌-聚苯胺电池以氯离子的电解液,这些科学家向其中适当的加入了一定量的柠檬酸钠。由于柠檬酸钠的作用,电池负极的开路电压有了些变化,测试所得到的研究结果为150mV,结果是减小了。在之后的二次电池循环充放电测试中,发现加入了柠檬酸钠可以有效地控制住锌枝晶的生长,这个测试着重表明了一点,柠檬酸钠在电解液中的存在起到了十分重要的作用,电化学性能好是该电池表现出来的优势。
2、国内研究现状针对于聚苯胺
聚合物各种各样,作为聚合物中的一种,聚苯胺在实际生活中的应用也变得越来越多,在人们的生产生活中起到了一些不可磨灭的作用,因而人们开始逐步关注其发展。导电聚合物,在相关文献中有着相应的记载,其可以发生可逆的氧化还原反应,在电池电极制造中,导电聚合物必不可少。在地壳之中,锌元素作为各种矿石存在的数量还是比较庞大的,锌元素的冶炼也不算太难。锌作为锌-聚苯胺二次电池电极的时候电势较低,所以锌作为电池的负极材料得到了广泛的研究关注。锌-聚苯胺电池的负极用到了锌,正极材料用到了聚苯胺,电解质是用到了弱酸性的锌盐或者中性的溶液,隔膜用到了玻璃纤维或者三醋酸纤维素,制作而成了锌-聚苯胺二次电池。
陈永红等人[4],在TiO2膜上,实现了苯胺的电化学聚合,条件还要是在恒电位状态下,然后使用的是锌负极,电解质使用的是硫酸。此锌-聚苯胺二次电池还另做了相应的充放电循环测试,这是作为一种电池所必须做的实验,经实验而得知,在不同的电流条件之下,电池的首次充电量可以达到98。04mAh/g,充放电效率为91。67%,曲线呈现出平稳的状态。
韩家军等人[5]通过某种电化学方法研究探讨了影响锌-聚苯胺二次电池的循环寿命的各种因素,正极材料过分充电然后降解、负极产生了钝化、枝晶的形成、集流体的腐蚀和电解液逐渐地干涸等等,都被包括在内,都是影响电池寿命的原因。实验主要研究出来了枝晶对于电池的影响,发现了二次电池负极处产生的枝晶引起了电池的短路,然后导致了电池的循环寿命大大的减小,这是一个十分严重的问题,需要得到尽快的解决。
炭载聚苯胺复合材料经过刘德丽等人[6]合成出来,他们之后将其制成了Zn-PANi二次电池,通过一系列的测试与计算发现,95%是电池的库伦效率,同时其中的掺杂炭并没有影响到聚苯胺在充放电时的电化学反应。
Blazquez等人[7]研究了非水性锌-聚苯胺二次电池。为了保持稳定的容量,电池的形成需要稳定界面的先决条件。Zn出现溶解,循环的效率会变得低下。电池的容量和库仑效率同时取决于充放电率。设定不同的速率循环可以确定竞争反应的稳态速率。实验测试显示,电池以恒定电流密度(1C速率)连续充电/放电后,有着99。8%的效率,循环测试超过了1700次。在待机24小时后对电池的锌溶解和自放电进行研究后发现,电池每天发生严重的自放电48%。