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硫单质是当今最有发展前途的锂电池体系正极材料,具有超高的理论比容量(1675 m Ah/g),超高的理论比能量(2567 Wh/kg),价格低廉,自然界储量丰富,环境无污染等优点。但是,锂硫电池也存在很多缺陷制约了其实用化进程。硫单质自身的电子离子绝缘性,充放电过程中多硫化物易溶于电解液等因素,致使锂硫电池正极材料利用率低,循环性能差。为了解决这些问题,本文主要围绕正极材料的合成展开,制备了一系列多孔碳/硫复合材料。以卵壳作为碳源,不同温度扩孔碳化,得到形貌各异的卵壳碳材料。采用熔融浸渍法制备碳/硫复合材料,其中,800 oC制备的卵壳碳材料与硫复合得到的正极材料电化学性能最出色。电流密度为100 m A/g,硫含量为66%,正极材料初始放电比容量高达1288.4 m Ah/g,充放电80圈后,容量仍为758 m Ah/g。熔融浸渍时,调节碳硫比例,实验发现,硫含量降低时,电化学性能有显著提高。硫含量为57%时,初始放电比容量为1293.1 m Ah/g,充放电80圈后可达到895 m Ah/g。以聚苯胺作为碳源,不同温度碳化,得到具有不同结构和氮含量的含氮多孔碳材料。其中,700 oC制备的聚苯胺碳材料和升华硫通过熔融浸渍法得到的正极材料电化学性能最突出,硫含量为58%,电流密度为100 m A/g,初始放电比容量高达1626.8 m Ah/g,充放电50圈后,容量仍为1086.3 m Ah/g。熔融浸渍时,调节碳硫比例,实验发现,随着硫含量的增加,容量衰减愈加严重。硫含量为75%时,正极材料首次放电比容量为1300 m Ah/g,充放电50圈后放电比容量仅为787.2 m Ah/g。800 oC下扩孔碳化碳纳米管制备碳/硫复合材料,考察聚吡咯包覆对碳/硫复合材料的影响,实验表明聚吡咯包覆层可以有效抑制多硫化物溶解到电解液中,减少活性物质损失。100 m A/g充放电时,聚吡咯包覆制备的三元复合材料首次放电比容量为1649.7 m Ah/g,循环60圈后,容量仍可保持为1010 m Ah/g。