Page 197 - 《精细化工》2021年第11期

第 11 期 朱军峰，等: 锂离子电池正极材料 PTAm-GO 的制备及其电化学性能 ·2343·

合物在室温下搅拌 48 h，将混合物用去离子水透析 啶环与丙烯酰胺相连的氢的化学位移；δ 3.69 为哌
2 d 以除去残留的盐。离心并在 40 ℃下真空干燥 12 啶环上 NH 中氢的化学位移；δ 1.97、0.97 为哌啶环
h，得到黑色粉末即为 PTAm-GO。 上 CH 2 结构中氢的化学位移；δ 1.29~1.15 为哌啶环
1.3 结构表征与性能测试 相连的—CH 3 结构中氢的化学位移。综上可知，合
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HNMR 测试以四甲基硅烷作为内标，CDCl 3 为 成的产物即为 AATP 单体。
溶剂；FTIR 测试采用溴化钾压片法；热失重分析测
试升温范围为 25~600 ℃，升温速率为 10 ℃/min，
N 2 气氛；采用电子顺磁共振仪测试未成对电子；通
过 SEM 观察样品的形貌。
将活性物质 PTAm-GO、导电剂乙炔黑和粘结剂
PVDF 按质量比 8∶1∶1 混合，以 NMP 为分散剂，
涂布于集流体铝箔上，放入真空干燥箱 100 ℃下干燥
12 h 后切片作为电池正极备用，负极为金属锂片，
电解液为 l mol/L LiPF 6 /〔碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲

酯(DMC)（体积比为 1∶1）〕混合溶液，Celgard 2400
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图 2 AATP 的 HNMR 谱图
型聚丙烯膜为隔膜，在充满氩气的手套箱中组装成
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Fig. 2 HNMR spectrum of AATP
CR2025 型扣式半电池。循环伏安曲线采用电化学工
作站进行测试，电压范围 2.54.0 V，扫速 5 mV/s PTAm 的结构：
+
（vs. Li/Li ）。恒流充放电循环测试采用蓝电测试系
统进行测试，电压范围为 2.04.3 V，电流密度
200 mA/g。

2 结果与讨论

2.1 结构表征与形貌分析
图 1 为 GO-Br 和 GO 的 FTIR 谱图。以 GO-Br
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为例，3100~3500 cm 的宽峰为—OH 的伸缩振动吸
–1
收峰；1742 cm 为酯基中 C==O 键的伸缩振动吸收 图 3 为 PTAm 的 GPC 谱图。由于不同相对分子
峰，Br 原子诱导效应使此处吸收峰移向高波数； 质量的自由基聚合物在凝胶色谱柱中的保留时间不
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1120、1287 cm 为酯基中 C—O—C 键的伸缩振动吸 同，所以导致其相对分子质量有所差异。从图 3 可
收峰。而 GO 上没有酯基吸收峰，说明已经得到了 知，使用无规共聚方法合成的 PTAm 的重均相对分
端基带有 Br 的 GO-Br。 子质量（M w ）为 14686，数均相对分子质量（M n ）
为 9990，相对分子质量分布指数（PDI）为 1.47，
具有较窄的相对分子质量分布。

图 1 GO-Br 和 GO 的 FTIR 谱图
Fig. 1 FTIR spectra of GO-Br and GO

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图 2 为 AATP 的 HNMR 谱图，溶剂为 CDCl 3 。 图 3 PTAm 的 GPC 谱图
Fig. 3 GPC spectrum of PTAm
δ 6.30~6.10、5.67 为与碳碳双键相连氢的化学位移；
δ 5.32 为—NH—结构中氢的化学位移；δ 4.37 为哌 图 4 为 GO、PTAm 和 PTAm-GO 的 FTIR 谱图。