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随着化石燃料日渐殆尽,人类物质生活的极大丰富,传统能源已经不能满足人类日益增长的能源需求。随着科学技术的不断发展,锂空气电池正逐步在二次电池领域兴起,因其极高的理论能量密度,受到了国内外科研工作者的高度重视,是未来电动汽车潜在的供能对象之一。然而锂空气电池在充放电过程中的过电位问题、循环可逆性及稳定性问题,限制了其实际应用。 粘结剂材料作为空气电极的一部分,发挥着连接活性材料与集流体、保证它们之间紧密有效结合的作用。导电聚合物不仅具有传统粘结剂的粘附性,还可以增加空气电极的导电性。一方面,改善了空气电极在循环过程中的整体性,降低了体积效应,提高了其循环稳定性。另一方面,为电子和Li+的传输提供额外的渠道,在空气电极中形成一体化的导电网络,有利于提高空气电池的容量与倍率性能。 本文主要采用了传统的化学聚合法制备研究了掺杂离子对聚合物导电性能的影响,利用导电聚合物的电化学性质,通过循环伏安电超声沉积的方法,在一定的扫描电压、扫描速率及循环周数下,成功制备了Co3O4-Ppy@Ni催化剂-粘结剂一体化空气电极,并在1000mAh/g限制容量下进行了空气电池性能测试。此方法操作简便快捷,简化了制备工艺的繁复流程;空气电极制备过程中未使用KB,有效地控制了空气电池内部的副反应,使得在30周充放电循环内,Co3O4-Ppy@Ni体系的空气电池具有较好的稳定性及循环可逆性。此外,基于一种常温下制备方法得到了介孔α-MnO2催化剂材料,在保证聚苯胺掺杂稳定性的前提下,获得了比使用传统的PVDF粘结剂的锂空气电池更低的极化电压。最后采用缓慢聚合的方法制备了掺杂导电态的翠绿亚胺材料,并研究了KB-PANI及CNT-PANI复合材料的空气电池充放电性能,得到的KB-PANI空气电池倍率性能优于传统涂覆KB-PVDF空气电池,同时在一定程度上抑制了空气电池极化电压的增长速率。