聚吡咯CaSnO3锂电池负极材料的研制和应用.pdf

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1、张治红，等：聚吡咯／CaSnO3锂电池负极材料的研制和应用51聚吡咯／CaSnO3锂电池负极材料的研制和应用术张治红李彦山闰福丰彭东来李超(河南省表界面重点实验室，郑州轻工业学院，郑州450002)摘要采用软化学方法制备出CaSnO立方晶体，接着将其放入等离子体增强化学气相积淀仪(PECVD)进行吡咯气体辉光放电，使等离子体聚吡咯(PPy)沉积在CaSnO，表面上，获得PPy／CaSnO，复合材料。采用傅里叶转换红外光谱对其化学结构进行表征；利用x射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对CaSnO改性前后的晶格结构和几何形状进行比较；采用热重分析法考察

2、了复合材料的热稳定性。在此基础上，同时将CaSnO和PPy／CaSnO3作为锂离子电池的负极材料，制作成双极扣式电池，采用电池充放电仪考察它们的充放电性能，结果显示PPy／CaSnO，的充放电容量都比CaSnO提高一倍多。关键词聚吡咯CaSnO等离子体聚合充放电容量近年来，聚吡咯(PPy)与无机微纳米材料的复面聚合物层的厚度，又能得到结构和性能都很稳定合材料以其优异的物理、化学性能和广阔的应用前的复合材料。因此，笔者根据无机纳米立方晶体材景越来越引起科学家和工程师们的广泛兴趣。料CaSnO易于合成、高度的耐酸耐碱性、优异的热如利用对甲基苯磺酸作为

3、掺杂剂、三氯化铁(FeC1，稳定性，以及其作为二次锂离子电池的负极材料、在·6H，O)作为氧化剂、吡咯在纳米石墨微片上原位恒定电流充放电实验中具有较高的可逆容量等特聚合制得的PPy／纳米石墨微片复合材料，其热稳定点l，采用等离子体增强化学气相积淀仪性和电导率均高于纯PPyl4J。采用连续化学浸渍法(PECVD)制备了PPy／CaSnO复合材料，研究了其制备的PPy包覆石墨纤维复合材料可用于高级电容基本性能。器的能量存储装置j。PPy／纳米SiO复合材料是1实验部分在本征导电聚合物中引入纳米尺寸的无机粒子，在1．1原料及试剂一定程度上改善了聚合物的

4、力学性能，而且使得这结晶四氯化锡(SnC1·5HO)：分析纯，天津市种复合材料易于冷压成型，在保证了PPy一定电导科密欧化学试剂有限公司；率的情况下，改变了PPy硬而脆等难于加工的缺无水氯化钙(CaC1)：分析纯，天津市风船化学点。磁性纳米粒子FeO经乙醇处理后，采用乳试剂科技有限公司；氢氧化钠(NaOH)：分析纯，天津市风船化学试液聚合的方法制得的PPy／FeO复合材料具有较好剂科技有限公司；的电性能和磁性能，其环境稳定性也明显优于无水乙醇(C：HOH)：分析纯，天津市风船化学PPy。不难看出，PPy经过和无机纳米材料复合试剂科技有限公司；后，

5、其力学性能、环境稳定性、可加工性都得到了提盐酸(HC1)：分析纯，开封市芳晶化学试剂有限高，导电性、导磁性、微波吸收性也都有明显改善，拓公司；展了PPy在导电、电磁波屏蔽、吸波材料等j方面吡咯(C4HN)：分析纯，美国AladdinChemistry的深度应用。公司；然而，绝大多数的科研工作者采用化学法来制FeC1，·6HO：分析纯，天津市天大化学试剂厂；备PPy／无机微纳米复合材料，由这种方法合成得到去离子水：电阻率大于18．2MQ·cm，自制。的复合材料之间存在内应力，界面结合力弱，容易造1．2仪器及设备成聚合物和纳米材料之间的分离；而且无论

6、在溶液PECVD：ttQ一2型，中国科学院微电子研究所；中是原位聚合还是乳液聚合，都不容易控制无机微纳米粒子表面上聚合物的厚度，无法起到对无机微国家自然科学基金项目(20704039)、河南省高校科技创新人纳米粒子表面改性的作用。采用等离子体聚合方法才支持计划项目(2010HASTIT023)、河南省国际科技合作计划项目则能使PPy和纳米材料之间在产生物理包覆的同时(094300510078)还产生化学键合作用；既能控制无机微纳米粒子表收稿日期：2010—122052工程塑料应用2011年，第39卷，第3期电池测试仪：CT一30088型，深圳新威

7、尔电子有件下贮存80d后，在电池测试仪上进行恒流充放电限公司：测试，其中恒流充放电倍率为0．2C，充电限制电压手套箱：ZKY一2型，南京九门自控仪器厂；为1．5V，放电终止电压为0．O1V。傅里叶转换红外光谱(丌IR)仪：TENSOR27FTlR分析：分辨率0．5—1em～，扫描光谱范围型，德国Bruker仪器公司；4000～400em～，KBr压片。X射线衍射(XF~D)仪：BrukerD8型，德国Bruk．XRD分析：CuK射线作为辐射源，KBr为滤波er仪器公司；片，波长A=0．15418nm，管电压40kV，管电流20场发射扫描电子显微镜

8、(FE—SEM)：JSM一mA，扫描范围5～90。，步长0．04。／S，扫描速度4。／6490型，日本电子株式会社；min。热重分析仪：