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硫以1675 mAh g-1的高的比容量成为理想的正极材料。当与金属锂形成对电极后,可以得到能量密度高达2600 Wh kg-1的锂-硫电池。这一特点满足了高容量存储的需求。然而,几个关于硫正极的关键问题持续阻碍锂硫电池的实际应用。其分别为:(1)S,Li2S2,Li2S具有低的电子和离子电导率,这严重限制了锂硫电池的比容量及倍率性能;(2)聚硫锂会溶解到电解液中并容易穿梭到负极导致低的库伦效率、容量的快速衰减和严重的自放电;(3)在充放电过程中体积变化严重易导致极片导电结构遭到机械破坏。要解决这些问题,正极改性对锂硫电池起到非常关键的作用,寻找具有高的吸附性能并能提供足够膨胀空间的硫正极的理想载体将成为研究人员不断努力追寻的目标。由于二氧化钛对聚硫锂具有良好的吸附作用,具有多孔结构的二氧化钛近期受到研究人员的广泛关注。因此,本学位论文选取了锐钛矿二氧化钛作为硫正极的载体,讨论了不同形貌多孔二氧化钛对锂硫电池电化学性能的影响。我们首次将纳米片状二氧化钛和多孔二氧化纳米管应用到锂硫电池的研究中并对其作用机理作了分析,研究发现这两种具有特殊形貌的二氧化钛对锂硫电池的倍率性能有着显著的提升。本学位论文主要的研究结果具体如下:通过醇热法制备了纳米片状二氧化钛颗粒(TDPEF),对其进行BET测试,其具有高比表面介孔结构。将TDPEF与S通过球磨法机械混合后,进行155 oC热熔融处理,制备得到TDPEF/S复合物正极材料。然后对其进行循环伏安、恒流充放电及电化学阻抗测试,TDPEF/S复合正极材料表现出良好的循环及倍率性能。通过静电纺丝法制备了多孔二氧化钛纳米管(MTDNTs)。通过BET测试对其比表面及孔道分布进行了分析,与硫混合后制备MTDNTs/S复合正极材料。多孔的纳米管壁作为硫的载体,中空结构在电化学反应过程中可作为锂离子快速迁移的通道。经过电化学性能测试后,其表现出良好的循环稳定性及非常优异的倍率性能。在进行倍率性能测试时,8.0 C的倍率下,可逆比容量仍然保持610 mAh g-1,从0.5 C升至8.0 C容量保持率高达74.2%。