导　　师： 陈军

授予学位： 博士后

作　　者： (）;

机构地区： 中山大学

摘　　要： 锂离子电池因其稳定的性能、高能量密度和使用方便等优点已被成功地商业化应用在电予市场中。然而随着可穿戴电子产品和电动汽车的蓬勃发展，传统的锂离子电池已无法满足当前人们对储能的需求，因此开发新型的储能材料势在必行。本文分别对锂离子电池中硫化锌负极材料和锂硫电池中硫正极材料的结构进行优化，合成类石墨烯纳米球包裹活性物质的复合材料，以解决活性物质电导率差、利用率低、体积变化和易流失等缺点。　　(1)通过化学气相沉积法制备了核壳结构的类石墨烯纳米球/硫化锌复合材料。表面形貌和结构表征显示硫化锌为多晶结构的纳米颗粒，并被多层类石墨烯薄膜外壳包裹。该复合材料作为负极组装成锂离子电池时，具有优异的电化学性能、高倍率性能和长循环性能:在0.25A/g的充放电电流下最高可逆比容量为1085mAh/g;在8A/g充放电电流下具有可逆比容量为701mAh/g;在0.5A/g的充放电电流下循环100圈后比容量为1134mAh/g;在1A/g充放电电流下循环200圈后可逆比容量为890mAh/g。根据实验结果分析得出类石墨烯纳米球可提高活性物质的利用率，并增强电化学反应过程中的离子交换和电荷传输。　　(2)采用原位负载硫方法在类石墨烯纳米球/硫化锌复合材料的基础上合成了类石墨烯纳米球/硫复合材料。材料表征分析显示，原位负载的硫主要分布在类石墨烯纳米球内部，同时类石墨烯球上均匀分布着含氧官能团和吡啶型氮掺杂。该复合材料作为正极组装成锂硫电池时电化学性能优异:最大可逆比容量为1253mAh/g;在0.2C倍率下循环100圈后具有可逆比容量为689mAh/g，比容量平均衰减率约为0.31％/圈;在1C倍率下循环400圈后具有可逆比容量为504mAh/g，比容量平均衰减率约为0.10％。根据实验结果分析得出类石墨烯纳米球不仅对硫以及多硫化�

关 键 词： 锂电池 复合材料 类石墨烯 硫化锌 核壳结构 制备工艺 活性物质

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