导　　师： 李伟善

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 硫单质理论比容量高,同时具有成本低和环境友好等优点,有希望成为下一代高性能二次电池的正极材料,但存在一些问题,包括硫单质的电子绝缘特性以及硫电极在反应过程中产生的多硫化物的穿梭效应。金属锂及镁比容量高、电位低是高比能量二次电池的理想负极,但存在电极/电解液界面不稳定性问题。本论文通过合成制备三明治结构的复合正极材料,提高了锂硫电池正极的电子导电性性和循环稳定性;通过采用电解液添加剂,改善金属负极的界面性质。主要研究内容及得到的结果如下:（1）通过化学沉淀法将硫（S）负载在多壁碳纳米管（MWCNTs）上,然后用苯胺原位聚合法包覆聚苯胺（PANI）,制备了一种新型的MWCNTs-S@PANI复合电极。采用氮气吸脱附等温线、X射线衍射（XRD）、热重分析法（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电化学阻抗谱（EIS）和充放电测试等表征和测试手段,研究了复合材料的物理化学性质和电化学性能。测试结果表明:MWCNTs-S@PANI复合电极展示了良好的循环性能和倍率性能。MWCNTs-S@PANI复合电极在0.2C时首次放电容量为970.8 mAh/g,循环205圈后保持有545.5 mAh/g,而对应的MWCNTs-S则只有921m Ah/g和353.4 mAh/g。（2）受多壁碳纳米管载硫的启发,提出了另一种新型的复合材料CG-S@PANI。首先通过切割多壁碳纳米管制备弯曲石墨烯（CG）,然后化学沉淀法将硫（S）负载于CG,再用聚苯胺（PANI）原位聚合包覆而制备复合材料。采用氮气吸脱附等温线、XRD、TGA、TEM、EIS、充放电、自放电和电子电导率等表征和测试手段,研究了复合材料的物理化学性质和电化学性能。CG-S@PANI复合电极在0.2 C电流密度下的首次放电比容量为851 m Ah/g,循环100圈后,容量保持率为90%。（3）制备了一种新型的球型复合材料PCNS-S@PANI,用于锂硫电池的正极。首先通�

关 键 词： 锂硫电池 镁硫电池 硫正极 电极 电解液界面 电解液添加剂

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