石墨——鉛酸電池重要組成部分之二

       

(2)層間化合物的組成及結(jié)構(gòu)
在石墨層間吸收的反應(yīng)物質(zhì)，形成單分子層，其分子層達(dá)到一定厚度時(shí)，可以將松下蓄電池石墨層間距離擴(kuò)開。石墨結(jié)晶內(nèi)的反應(yīng)物層在大多數(shù)情況下，按其濃度呈現(xiàn)有規(guī)則的排列。在石墨層間的哪一層插入，存

在著相應(yīng)的濃度階段，稱為“級”(stage)，如圖2—6所示，反應(yīng)物層在石墨中每隔一層插入的為第一級，每隔兩層插入的為第二級，每隔”層插入的為第”級，反應(yīng)物達(dá)到怎樣的濃度才在石墨中被吸收

，按物質(zhì)性質(zhì)不同而異，就同一種物質(zhì)而言，根據(jù)溫度與蒸氣壓的不同也不一樣。
表2—5所列為層間化合物的飽和組成、其結(jié)構(gòu)(級)以及反應(yīng)物插入和擴(kuò)張時(shí)的石墨層間距離；表2—6所列為堿金屬層間化合物(K、Rb、Cs)中已知的濃度階段。
(3)層間化合物的電性質(zhì)
石墨是半導(dǎo)體。滿帶和導(dǎo)帶稍有重合，存在大致同數(shù)的傳導(dǎo)電子和空穴的電子帶結(jié)構(gòu)。石墨生成n型層間化合物時(shí)，石墨給出電子，增加了傳導(dǎo)電子，相反，p型情況下，石墨的空穴增加。因此，不管n型

還是p型，在生成層間化合物的同時(shí)都增加了載流子的濃度。電阻的數(shù)值減小，n型的霍爾系數(shù)變成負(fù)號，p型的霍爾系數(shù)為正號。
堿金屬層間化合物，表示出特有的金屬性質(zhì)，在a軸方向的電阻值實(shí)際上減小到石墨數(shù)的1％，鐵、鎳的金屬層間化合物的傳導(dǎo)性也不差，其中有些堿金屬層間化合物具有超導(dǎo)性。
(4)層間化合物的生成及特定性
綜合文獻(xiàn)上各種不同的看法，有的把石墨結(jié)晶體當(dāng)作溶劑，反應(yīng)物分子當(dāng)作溶質(zhì)，將松下蓄電池石墨層間化合物看作是固熔體。因此，溫度越高，反應(yīng)物的溶解度即在石墨中的吸收量就越少。在同一溫度，反應(yīng)物

的蒸氣壓低，則在石墨中的吸收量就少。在圖2—6中所表示的濃度階段就是在這樣的相應(yīng)條件下出現(xiàn)的。
石墨層間化合物，一般是非常不穩(wěn)定的化合物，在大氣中可分解，有的甚至是反應(yīng)物蒸發(fā)而分解，有的也因濕氧化而分解，只有少數(shù)是例外。
層間化合物在加熱、洗滌時(shí)會(huì)分解，盡管大部分反應(yīng)物會(huì)從石墨晶體中逸出，但在大多數(shù)情況下，有一部分反應(yīng)物在石墨中間牢固地殘留著并作不規(guī)則的分布，稱為殘存化合物。
然而，生成的石墨層間化合物的種類有很多，要準(zhǔn)確預(yù)知生成何種化合物，有何種特定的化學(xué)組成卻仍然很困難。其理由是石墨層間化合物的化學(xué)性質(zhì)是怎樣形成的尚不清楚其機(jī)理；另外松下蓄電池層間化合物的

生成與特定性所需的熱力學(xué)數(shù)據(jù)幾乎難以取得，唯獨(dú)知道層間化合物的化學(xué)鍵并伴有電荷移動(dòng)這方面是明確的；可是這種電荷移動(dòng)是離子化的結(jié)果，也可能是一種n—絡(luò)合物，到底作為哪一種實(shí)體，解釋

起來仍存在分歧。
關(guān)于層間化合物的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，只有堿金屬層間化合物在吉布斯能量與生成熱方面積累了一點(diǎn)數(shù)據(jù)，至于其他的層間化合物，可以說數(shù)據(jù)甚少。前述的AIClz·C12的三元體系層間化合物存在與否的合理

推測，就更難給出了。

出自：松下蓄電池