碘-碳復合材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、碘電對的氧化還原反應速率快，可逆性好，將其應用于鋰二次電池的正極材料，有望獲得高比能量和高比功率的電池體系。但是，單質(zhì)碘是絕緣性的，并且易溶于有機電解質(zhì)，使其難以直接用于電極材料。本論文選用兩種新型多孔碳材料與碘復合，采用多種手段表征復合材料材料的結構特點，并測試其電化學性能，旨在探索制備高性能的鋰碘二次電池正極材料。
　　 首先，采用球磨法、熱處理法和聚苯胺包覆制備了一系列不同負載量的碘/導電炭黑復合材料。熱處理法制備的46

2、wt％復合材料，整體電化學性能優(yōu)于球磨法制備的55 wt％材料。為了進一步限制活性物質(zhì)的損失，對球磨后的混合物進行聚苯胺包覆，制得了碘負載量為35 wt％的復合材料，50C倍率（整體電流密度3693mA/g）循環(huán)前兩百周的放電比容量維持在160～190mA/g之間，比能量為162～193Wh/kg，比功率約為10.7 kW/kg。與未包覆的碘負載量36 wt％的材料作對比，顯示了聚苯胺限制活性物質(zhì)溶解、提升材料電化學性能的作用。

3、　　 其次，選用了一種比表面積更大的新型超級活性炭，采用與碘/導電炭黑復合材料相同的方法制備了碘/超級活性炭復合材料。球磨法制備了碘負載量48wt％的復合材料，比容量比含量相近的碘/導電炭黑材料有了明顯提升;聚苯胺包覆制備的44wt％材料，50C倍率(整體電流密度4642mA/g)循環(huán)前兩百周的放電比容量維持在170～200mAh/g之問，比能量為217～255Wh/kg，功率密度約為13.5 kW/kg。熱處理法制備的35 wt％復