纳米碳基复合材料的可控制备与锂硫电池性能研究

摘要

基于硫和硫化锂可逆反应的锂硫电池具有高的能量密度,硫作为正极材料具有低成本、储量丰富和环境友好等优点,使得锂硫电池成为电化学储能体系中最有前景的电池之一[1].但是,锂硫电池在走向实际应用过程中仍有许多问题亟待解决,如硫和放电产物硫化锂的低电导率、在充放电过程中形成的可溶性多硫化物在正负极间的穿梭效应等,会显著影响电池的倍率性能和循环寿命.为了解决这些问题，我们将高导电的纳米碳材料(石墨烯和碳纳米管)引入到铿硫电池体系中，通过复合电极、复合隔膜和电极结构设计等策略改进铿硫电池的电化学性能。同时，我们也利用纳米碳基客体材料对多硫化物的物理和化学吸附作用，协同来抑制穿梭效应，从而获得高载硫量和高面容量的复合硫正极，以期促进锉硫电池的实用化进程。