导电聚合物在锂离子电池正极上的应用讲述

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1、导电聚合物在锂离子电池正极上的应用一、锂离子电池简介锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。【1】锂离子电池可依电解质及正负极材料有无高聚物，分为液态锂离子电池(LiquifiedLithium-IonBattery，简称为LIB)和聚合物锂离子电池(PolymerLithiu

2、m-IonBattery，简称为PLB)。但目前主流的，商用的聚合物锂离子电池并没有使用导电高聚物作为电极材料，而是利用了聚合物凝胶电解质，另外高分子材料在锂离子电池上的应用还有将电池正负极板分开的隔膜。【2】二、聚合物锂离子电池聚合物锂离子电池可分为三类：（1）固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。（2）凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。（3）聚合物正极材料

3、的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。【3】1、锂离子电池三类主要正极材料的比较（从左至右）：[4]与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池不但安全性高，同时还具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点。不过，其低温放电性能可能还有提升的空间（比如appledevices在冬天有时无法启动），而且造价较贵。2、锂离子电池在主流电子产品上的应用【5】iphone4Li-ionPolymerBatteryiphone5sLi-ionPolymer

4、Batteryipodtouch5Li-ionPolymerBatteryipadair[注]Li-ionPolymerBatteryipadmini2[注]Li-ionPolymerBatteryipadminiLi-ionPolymerBatteryipad4Li-ionPolymerBatterylumia920Li-PolymerBatterylumia1520Li-PolymerBatterylumia520Li-iongalaxys3Li-iongalaxys4Li-iongalaxyn

5、ote3Li-ionxperiaz1Li-ionPolymerBatterymi3锂离子聚合物电池红米锂离子聚合物电池mx3锂聚合物电池honor3c锂聚合物电池honor3x锂聚合物电池surfaceproLi-ionsurfacertLi-ion传统笔记本18650型电芯（锂离子电池）超极本大部分为锂离子聚合物电池，很少一部分为18650型电芯[注]:ipadair和ipadmini2的拆解图显示电池为Li-ionBattery，但苹果官方材料为Li-ionPolymerBattery由此可见，

6、聚合物锂离子电池在高端便携设备上应用很广。三、导电聚合物在在锂离子正极上的应用在电化学中，发生氧化反应的电极为阳极，在二次电池中，放电时，电池的阳极是负极；充电时，电池的阳极是正极。所以题目中阳极换成正极可能更好一些(锂离子一般作负极)。导电聚合物是一种具导电性的高分子聚合物，又称导电塑胶与导电塑料，最简单的例子是聚乙炔。当高分子结构拥有延长共轭双键，离域π键电子不受原子束缚，能在聚合链上自由移动，经过掺杂后，可移走电子生成空穴，或添加电子，使电子或空穴在分子链上自由移动，从而形成导电分子。常见的导

7、电聚合物有、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚对苯乙烯撑，以及它们的衍生物。【6】1、机理[7]导电聚合物材料可以分为结构型和复合型两大类.结构型导电聚合物是指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物材料.复合型导电聚合物,即导电聚合物复合材料,是指以通用聚合物为基体,通过加入各种导电性物质,采用物理化学方法复合后而得到的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料.结构型导电聚合物根据其导电机理的不同又可分为:载流子为自由电子的电子导电聚合物;载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的

8、离子导电聚合物;以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物.(1)电子导电聚合物的导电机理及特点在电子导电聚合物的导电过程中,载流子是聚合物中的自由电子或空穴,导电过程中载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系,给自由电子提供了离域迁移条件。作为有机材料,聚合物是以分子形态存在的,其电子多为定域电子或具有有限离域能力的电子。π电子虽然具有离域能力,但它并不是自由电子。当有机化合物具有共轭结