單質(zhì)硫作為鋰硫電池正極材料時具有很高的理論比容量（1675mAh g-1）和理論比能量（2600Wh kg-1），被認(rèn)為是下一代高能量密度二次電池的最佳選擇之一。由于單質(zhì)硫與硫化鋰的電子絕緣特性以及其放電產(chǎn)物多硫化物溶解于液體電解液中引起的“穿梭效應(yīng)”嚴(yán)重影響著鋰硫電池的實際比容量和循環(huán)性能，因此本文通過將硫與導(dǎo)電碳進(jìn)行復(fù)合，制備了多種碳/硫復(fù)合材料，并對其電化學(xué)性能以及放電機(jī)理進(jìn)行了研究，同時對鋰硫電池的制作工藝進(jìn)行了優(yōu)化分析；具體工作主要有以下幾個方面:（1）具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核殼式碳/硫復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究。采用廉價的商業(yè)化乙炔黑為導(dǎo)電基本骨架，通過在乙炔黑表面接枝具有鋰離子傳導(dǎo)能力的聚乙二醇鏈（polyethylene glycol, PEG），將硫原位沉積在接枝的乙炔黑表面，成功地合成了一種具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高硫含量（82wt%S）的核殼式碳/硫復(fù)合材料（P-AB@S）。具有導(dǎo)離子電導(dǎo)的PEG鏈穿插在硫中，有利于改善復(fù)合材料的鋰離子電導(dǎo)，并且可伸縮的PEG鏈有利于減少活性物質(zhì)在充放電過程中體積膨脹對材料結(jié)構(gòu)的破壞，因此，該復(fù)合材料在保持高硫含量的同時，仍能保持良好的循環(huán)性能... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

鏗一硫電池放電反應(yīng)機(jī)理[}zy

北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文們將多硫離子的遷移擴(kuò)散路徑總結(jié)為如圖 1.3 所示，首先，放電時子而溶解進(jìn)入電解液，溶解在電解液中的多硫離子部分會脫離正極遷移擴(kuò)散到本體電解液中（圖 1.3 中 A 箭頭所示），在充放電時部化或者還原沉積在正負(fù)極材料的外表面導(dǎo)致活性硫損失（正負(fù)極區(qū)外在充電時，當(dāng)長鏈多硫鋰離子擴(kuò)散進(jìn)入到負(fù)極區(qū)后會被還原成分短鏈多硫離子重新遷移回正極區(qū)再次被氧化為長鏈多硫離子而B 箭頭所示）；另一部分在金屬鋰負(fù)極區(qū)表面被過度還原為溶解度的 Li2S 而沉積在金屬鋰表面（負(fù)極區(qū)箭頭 C 所示）。上述這些過程過程中不斷的發(fā)生，從而使得正極上的活性硫在循環(huán)中不斷損失，量不斷衰減。

北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文 444．6℃，但硫在不同溫度下其結(jié)構(gòu)會發(fā)生很大變化，圖 1度下液態(tài)硫與蒸汽硫分子的存在狀態(tài)以及不同溫度下硫的各，發(fā)現(xiàn)僅硫在不同溫度下的組分就非常的復(fù)雜。發(fā)現(xiàn)在 400℃，S3，S4）存在（如圖 1.4），158℃時液態(tài)硫的粘度最低如表 1.1始大量的轉(zhuǎn)換為 Sμ，Sμ是分子量為 60 000 – 150 000 的聚硫分的粘度就會驟然上升。在 500～800℃時硫才以小分子硫的形，1000 ℃時硫基本都是以 S2的形式存在，但硫在 150 ℃以上成含有碳/硫鍵的硫化的碳[24]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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