【摘 要】
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随着便携式电子设备及电动汽车对电池续航能力要求的提高,高比能二次电池的重要性愈发凸显。在各类电池储能技术中,锂硫电池凭借其高理论能量密度（2600Wh kg-1）,且单质硫储量丰富、价格低廉、环境友好等特质,成为未来储能体系最具潜力的选择之一。然而,多硫化锂的穿梭效应及其缓慢的氧化还原反应动力学,导致锂硫电池存在倍率性能差、循环寿命短等问题,极大地限制了其商业化应用。为解决上述问题,本文从调控正极
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随着便携式电子设备及电动汽车对电池续航能力要求的提高,高比能二次电池的重要性愈发凸显。在各类电池储能技术中,锂硫电池凭借其高理论能量密度（2600Wh kg-1）,且单质硫储量丰富、价格低廉、环境友好等特质,成为未来储能体系最具潜力的选择之一。然而,多硫化锂的穿梭效应及其缓慢的氧化还原反应动力学,导致锂硫电池存在倍率性能差、循环寿命短等问题,极大地限制了其商业化应用。为解决上述问题,本文从调控正极硫宿主材料电子传导速率及与多硫化锂间相互作用的角度出发,结合碳材料的优势,以普鲁士白（PW）为自模板,构建具有高导电性、强吸附作用及高催化活性的正极材料,改善电池充放电比容量、倍率及循环稳定性,为锂硫电池研究提供可靠的实验数据和理论指导。主要研究结果如下:（1）棱柱管状Fe3O4/PNCT的构筑及性能研究:以PW为自模板,制备Fe3O4/PNCT硫宿主材料,基于其结构优势及其对多硫化锂强化学吸附作用,有效改善了锂硫电池的循环稳定性,1 C/5 C循环1000次,每次容量衰减率仅为0.03%;（2）Fe3O4/Fe3C/PNCT异质结的构筑及性能研究:以PW为模板,通过一步碳还原法,成功制备了Fe3O4/Fe3C异质结原位嵌入的碳材料,用作电池硫宿主材料。得益于Fe3O4的强吸附性与Fe3C高催化活性的协同作用,电池倍率性能得以显著提高,5 C充放电条件下,比容量高达745 m Ah g-1;（3）富含氧空位Fe3O4-x/Fe P异质结的构筑及性能研究:以Fe3O4为前驱体,通过阴离子掺杂制备了富含氧空位的Fe3O4-x/Fe P/PNCT异质结,凭借氧空位及异质界面协同作用的优势,以S/Fe3O4-x/Fe P/PNCT为正极的锂硫电池倍率及循环稳定性能得到显著改善,10 C充放电,比容量可达667 m Ah g-1;8 C条件下循环1300次,容量衰减率仅为0.03%/次;在贫电解液条件下（E/S=7μL mg-1）,电池面容量仍可保持7.2mAh cm-2。
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