石墨——铅酸电池重要组成部分之二

       

(2)层间化合物的组成及结构
在石墨层间吸收的反应物质，形成单分子层，其分子层达到一定厚度时，可以将松下蓄电池石墨层间距离扩开。石墨结晶内的反应物层在大多数情况下，按其浓度呈现有规则的排列。在石墨层间的哪一层插入，存

在着相应的浓度阶段，称为“级”(stage)，如图2—6所示，反应物层在石墨中每隔一层插入的为第一级，每隔两层插入的为第二级，每隔”层插入的为第”级，反应物达到怎样的浓度才在石墨中被吸收

，按物质性质不同而异，就同一种物质而言，根据温度与蒸气压的不同也不一样。
表2—5所列为层间化合物的饱和组成、其结构(级)以及反应物插入和扩张时的石墨层间距离；表2—6所列为碱金属层间化合物(K、Rb、Cs)中已知的浓度阶段。
(3)层间化合物的电性质
石墨是半导体。满带和导带稍有重合，存在大致同数的传导电子和空穴的电子带结构。石墨生成n型层间化合物时，石墨给出电子，增加了传导电子，相反，p型情况下，石墨的空穴增加。因此，不管n型

还是p型，在生成层间化合物的同时都增加了载流子的浓度。电阻的数值减小，n型的霍尔系数变成负号，p型的霍尔系数为正号。
碱金属层间化合物，表示出特有的金属性质，在a轴方向的电阻值实际上减小到石墨数的1％，铁、镍的金属层间化合物的传导性也不差，其中有些碱金属层间化合物具有超导性。
(4)层间化合物的生成及特定性
综合文献上各种不同的看法，有的把石墨结晶体当作溶剂，反应物分子当作溶质，将松下蓄电池石墨层间化合物看作是固熔体。因此，温度越高，反应物的溶解度即在石墨中的吸收量就越少。在同一温度，反应物

的蒸气压低，则在石墨中的吸收量就少。在图2—6中所表示的浓度阶段就是在这样的相应条件下出现的。
石墨层间化合物，一般是非常不稳定的化合物，在大气中可分解，有的甚至是反应物蒸发而分解，有的也因湿氧化而分解，只有少数是例外。
层间化合物在加热、洗涤时会分解，尽管大部分反应物会从石墨晶体中逸出，但在大多数情况下，有一部分反应物在石墨中间牢固地残留着并作不规则的分布，称为残存化合物。
然而，生成的石墨层间化合物的种类有很多，要准确预知生成何种化合物，有何种特定的化学组成却仍然很困难。其理由是石墨层间化合物的化学性质是怎样形成的尚不清楚其机理；另外松下蓄电池层间化合物的

生成与特定性所需的热力学数据几乎难以取得，唯独知道层间化合物的化学键并伴有电荷移动这方面是明确的；可是这种电荷移动是离子化的结果，也可能是一种n—络合物，到底作为哪一种实体，解释

起来仍存在分歧。
关于层间化合物的热力学数据，只有碱金属层间化合物在吉布斯能量与生成热方面积累了一点数据，至于其他的层间化合物，可以说数据甚少。前述的AIClz·C12的三元体系层间化合物存在与否的合理

推测，就更难给出了。

出自：松下蓄电池