聚二硫代二苯胺及其无机复合物的制备与性能研究(2)

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1、摘要摘要聚合物锂电池被公认为是未来最具发展潜力和应用市场的电池产品，而高能量密度的正极材料是锂电池研究的热点。聚有机二硫化物是二十世纪八十年代末期发展起来的锂二次电池的正极材料，其特点是分子结构中存在S．S官能团，能够发生电解聚．电聚合反应而具电化学活性，其理论比容量与负极锂相当。聚二硫代二苯胺(PI)TDA)的S．S连接在聚苯胺的侧链上，这一独特的梯型高分子结构使其最有希望成为聚合物锂电池的正极材料。本研究工作首先从2．氨基苯硫酚出发制备2，2’．二硫代二苯胺，通过化学氧化聚合法合成导电高分子材料．聚二硫代二苯胺(PDTDA)，缓解了目前单体高成本和聚合物电化学合成产量低等问题

2、，乌氏黏度法测得其特性粘度为0．26d垤，并通过红外，紫外，热重和扫描电镜等分析手段确认其结构。探讨了聚合温度、氧化剂用量、单体浓度和反应介质等对聚合产率的影响，优化了聚合条件，得出在聚合温度为80℃，氧化剂与单体的摩尔比为3．5：1，单体浓度为5％，反应介质为1MHCl溶液时聚合产率最高。其次，研究了PDTDA的循环伏安性能，从循环伏安曲线中看出PDTDA具有良好的氧化还原性；PDTDA在硫酸中的氧化还原性能更好；证明了其电极过程的控制步骤是扩散过程；随着pH值的增大，PDTDA的可逆性逐渐变差，从电极反应机理上说明了PDTDA它本身独特的梯形高分子结构使其有希望作为锂离子二次

3、电池的正极材料。最后，选择合适的无机物进行复合，本论文采用膨胀石墨和KH．550(APS)表面改性的纳米介孔二氧化硅分别进行溶液共混法和原位聚合法得到PDTDA／EG和PDTDA／APS．介孔Si02复合材料。我们得出如下结论：表面改性后的二氧化硅的加入能够提高PDTDA的热性能，循环伏安测试结果表明PDTDA／APS一介孔Si02复合材料不仅循环伏安性能良好，而且能提高PDTDA的氧化还原电流值，改善PDTDA电化学活性，达到预期目的；与膨胀石墨复合之后，PDTDA／EG的氧化还原对称性比PDTDA的差，氧化还原峰电位差也比PDTDA的大。关键词：聚合物锂电池，聚二硫代二苯胺，

4、化学氧化法，循环伏安性能，纳米介孔二氧化硅，膨胀石墨东南大学硕士学位论文AbstractPolymerlithiumbatteryisrecognized嬲themostpromisingproductofvastmarketprospect．AndthestudyofpositiveelectrodematerialpossessinghighenergydensityhaSbeenafocusthesedays．Poly(organicdisulfide)hasbeendeveloped硒positiveelectrodematerialsincethelate1980s．I

5、tselectrochemicalactivityisderivedfromtheS-Sfunctionalgroupswhichmakethedepolymerization-polymerizationreactionsOccur,anditstheoreticalcapacityisequaltocathodelithium．Poly(2，2’-dithiodianiline)(PDTDA)haSuniquetrapezoidalmacromoleculestructureinwhichS-Sareconnectedtothepolyanilinesidechain,SOP

6、DTDAisthemostpromisingpositiveelectrodematerialinthepolymerlithiumbattery．Firstly,themonomerof2,2'-dithiodianilineWaSpreparedby2-aminothiophenol，andPDTDAWaSsynthesizedviachemicaloxidationmethod，whichalleviatedthehi．ghcostofmonomerandthelowoutputofelectrochemistrypolymerization．Thestructuresan

7、dpropertiesofproductswerecharacterizedbyelementanalysis，NMR，IR,UVTGeta1．Theresultsshowedthattheproducthadcorrectstructure．Theresultsofpolymerizationexperimentshowedthatwhentheweightconcentrationofmonomeris5％，thetemperatureofpolymerizationis80