【摘 要】
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随着科学的进步和社会的发展,高能量存储设备在便携式电子设备、电动汽车等诸多领域发挥着越来越重要的作用。锂离子电池具有高的能量密度,但其实际应用受到了资源限制和成本挑战,同时,锂离子电池的氧化物正极材料广泛依赖于钴、镍等有色金属,进口依存度高,严重影响国家能源安全。因此,开发具有高容量和能量密度的替代正极材料一直是电池界积极追求的方向。有机硫化物因拥有更精确结构、更可控的氧化还原机制等优点,被认为是
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随着科学的进步和社会的发展,高能量存储设备在便携式电子设备、电动汽车等诸多领域发挥着越来越重要的作用。锂离子电池具有高的能量密度,但其实际应用受到了资源限制和成本挑战,同时,锂离子电池的氧化物正极材料广泛依赖于钴、镍等有色金属,进口依存度高,严重影响国家能源安全。因此,开发具有高容量和能量密度的替代正极材料一直是电池界积极追求的方向。有机硫化物因拥有更精确结构、更可控的氧化还原机制等优点,被认为是较为理想的正极材料。生物质有机硫化物具有多功能性、低成本、可再生性和环保性等优点,在近几年的研究中引起了不少科研人员的关注。本论文中主要研究了两种生物质有机硫作为正极活性材料的电化学性能,并通过对称性有机二硫化物调控使其具有更优异的电化学性能和循环稳定性。1)目前大多数的研究主要集中于线性有机硫化物,然而线性分子结构不是极简结构,不能提供最佳的有效原子（S）和非高效原子（C、H等）比。在本研究中,使用并探究了一种环状有机硫化物—香菇素,作为可充电锂电池的正极材料。基于其存在容量衰减、库仑效率较低等问题,引入了硫片段受体,即二苯基二硫（PDS）,通过共价键直接从源头截断其后续转化,改变反应路径,生成一系列线性分子。该策略增加了放电容量,抑制了容量衰减,加快了反应动力学,提高了锂-香菇素电池的循环稳定性。2)通过对锂-大蒜素电池探究有机二硫化物是否会对其他生物质有机硫电池的电化学性能也有积极的作用。经过一系列调研发现,生物质有机硫化物大蒜素烯丙基二硫化物（DADS）中含有S-S可作为正极活性材料应用于锂电池中。但锂-大蒜素电池在充放电循环中存在反应动力学较慢、循环稳定性较差且库仑效率较低等问题,通过电化学反应使得烯丙基取代对称二苯基二硫（PDS）中的烷基形成不对称的有机硫化物,改变锂-大蒜素电池的反应路径,提高循环稳定性,使得大蒜素和二苯基二硫两种二硫化物结合实现容量最大化,提高S的利用率。
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