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聚苯胺由于具有良好的环境稳定性、特有的掺杂机制、优异的导电性以及价格低廉的单体原料等优点,成为了最重要的高分子导电聚合物之一。本文对聚苯胺及其聚苯胺复合物的电化学性能进行了系统深入的研究,并将其应用于电池关键性材料的研究。具体如下:(1)采用浸渍聚合物法,在苯胺-过硫酸铵酸性溶液中成功制备出聚苯胺复合膜。通过可见分光光度法和四点直流法分别对聚苯胺复合膜钒离子的渗透性和膜的面电阻值进行测定评估,探讨出了制备聚苯胺复合膜的最佳工艺条件为:盐酸苯胺+过硫酸铵复合溶液浓度为0.1mol/L;制备反应温度为10℃;浸渍反应时间为3h。最佳工艺条件下制备的聚苯胺复合膜的钒离子扩散系数为1.07×10-7cm2/min,面电阻值为2.16Ω·cm2。(2)采用循环伏安法制备了聚苯胺膜电极,并探讨了聚苯胺膜电极在不同阳离子电解液中、不同酸性电解液中及不同pH值电解液中的电化学行为。研究表明,聚苯胺膜电极在低pH值的ZnCl2-NH4Cl混合溶液中具有最大的氧化还原峰电流,电活性表现最好。(3)采用了化学及电化学氧化聚合法合成了聚苯胺及其聚苯胺复合材料,利用循环伏安法及计时电流法对溶解于ZnCl2-NH4Cl混合溶液中的聚苯胺及其聚苯胺复合物胶体溶液进行电性能测试。测试表明:聚苯胺复合材料由于其他成分的加入而改变了聚苯胺自身结构、形貌和粒径的大小而使得其导电性得到了明显的改善和提高。(4)采用了恒电流阳极电解法,以导电柔性石墨纸为基体材料制备了聚苯胺膜电极、聚乙烯醇/聚苯胺膜电极、氯化铁/聚苯胺膜电极和氯化锌/聚苯胺膜电极,将其作为正极组装成水溶液锌-聚苯胺/聚苯胺复合物二次可充电电池。电池在0.2mA/cm2电流密度下充放电测试结果表明:由聚苯胺膜电极组成电池的放电比容量可达到169.39mAh/g,且10次充放电循环后库仑效率仍可高于90%;聚乙烯醇、氯化铁和氯化锌的加入有利于改善聚苯胺的充放电循环性能,库仑效率高达100%以上,得到明显提高。