Abstract
利用聚苯胺（polyaniline, PAn）具可被電化學摻雜╱去摻雜的特性，可製成有機二次電池，但由於電合成聚苯的機械強度較差，且膜不具柔韌性，因此不易製成大面積可撓曲的有機電池極板，而降低其應用範圍。 本研究提出一製作大面積電池極板的方法，此方法是將聚苯胺、離子Q電解質）及可離子化之高分子（如 polyvinyl al cohol,PVA，polyethylene oxide,PEO）溶於NMP 中混合均勻，以鎳網或金屬片作為電流匯集層，將此溶液澆鑄 ( casting）其上而製成之導體膜。 以該複合膜連同電流匯集層當正極，金屬鋰當負極，1.0M 離子鹽（例如LiClO4)之碳酸丙烯酯（PC）溶液當電解質，組成有機二次電池，其開路電位約3.80 V，能量密度（energy density）約 263 Wh/kg ，以聚苯胺之重量計約 374 Wh/kg，在 240個充放電循環後，庫侖效率仍可維持在 90% 左右。 此處可離子化高分子提供柔韌性及均勻分散之電解質的儲庫，提供柔韌性及均勻分散之電解質的儲庫，而增加 PAn與電解質接觸機會。另外本研究利用循環計量分析 (CV) 、阻抗應答和變電位紫外- 可見光光譜的變化，探討聚苯胺和聚苯胺複合膜在非質子性有機電解質溶液中的氧化還原行為和離子在膜內的擴散性。 由於聚苯胺膜表面相當緻密，使得離子不易擴散進入膜內，僅有極板表層處的聚苯胺參與電化學反應，因而無離子擴散現象產生。 然而含離子鹽之聚苯胺複合膜其表面雖也相當緻密，但因膜內存有含離子鹽之高分子電解質，使得電化學反應所需之對應陰離子，直接可由聚苯胺與其鄰近離子化高分子的相界面擴散至聚苯胺相內，如此可增加聚苯胺與電解質的接觸面積和提昇離子的面積和提昇離子的擴散性。 從 CV 和變電位光譜發現聚苯胺於有機電解質溶液中的氧化還原行為不同於在質子酸水溶液者，前者因不含質子，使得聚苯胺於低的外加電位下並不會還原成完全還原態的 leucoemeraldine。