锌二次电池由于高理论比容量、储量丰富等是一类极具潜力的能量转化装置,开发合适的正极材料是其研究的重中之重。导电高分子材料聚苯胺(PANI)因其良好的氧化还原可逆性和高理论比容量、生产成本低、无环境污染等优点成为一种优异的电极候选材料,但是化学氧化法合成的纯PANI极易团聚从而阻碍离子的脱掺杂,造成电池比容量低、循环性能差等缺点。PANI易与氧化石墨烯(GO)发生π-π相互作用而结合在一起,氧化石墨烯是PANI改善其物理性能和化学性能良好掺杂材料,因此,本文使用吸附双氧化剂法使得PANI以GO为模板聚合,并使用过渡离子对PANI/GO复合材料进行改性,对其进行FE-SEM、XRD、FT-IR、BET测试形态结构表征,组装成锌聚苯胺二次纽扣电池进行EIS、CV、GCD测试电化学性能测试探究其变化。首先,使用改进的Hummers法合成GO,使用吸附双氧化剂法使得PANI以GO为模板聚合,合成PANI/GO复合材料,PANI与GO聚合后团聚情况明显减弱,XRD以及FT-IR曲线没有明显的变化,只是由于PANI与GO间的π-π相互作用导致聚苯胺特征吸收峰有细微偏移。组装成锌聚苯胺二次电池电荷转移电阻大大降低,CV曲线的面积和电流增大,较纯PANI,掺杂GO、GO-NaBH4后,PANI的循环性能、容量和倍率性能都得到大幅度提升,最大放电比容量分别为135 mAh/g、119mAh/g。PANI/GO/Co3O4复合材料,发现使用NaBH4还原GO来降低GO的氧化程度对于PANI石墨烯复合材料的电化学性能并无明显提升,而往PANI/GO里引入Co3O4,电荷转移电阻大幅度减小,放电比容量最高达145mAh/g,PANI、GO、Co3O4三者起协同作用。其次,在原位聚合时加入过渡金属离子(Zn2+、Fe3+、Co2+)对PANI/GO进行进一步改性,增加PANI主链中的电荷离域程度从而增加导电性。经过渡离子掺杂后,PANI/GO呈更为均匀的短棒状结构且相互交联在一起,并且电导率得到提升,电荷转移电阻减小,CV曲线的面积也有不同程度增大,材料的循环稳定性得到明显提高。再次,将疏水性亲水性材料聚苯胺与疏水性材料PTFE混合在一起,制成聚苯胺的疏水透气电极使得与空气中氧气接触,与锌片组装成电池并作EIS、恒流放电测试等电化学测试,并测得相对于传统聚苯胺电极来说,电池的容量大大提升(从60 mAh到925 mAh),并具有相对稳定的放电电压(0.85 V),过量放电容量来自于放电期间聚苯胺材料通过自身的氧化还原对于氧还原的催化。最后,分析聚苯胺基材料应用于锌二次电池的市场情况,并对所研究的聚苯胺石墨烯材料进行成本预算,PANI/GO凭借其高电化学性能以及低生产成本、易于合成等优点成为锌二次电池有潜力的正极材料。