锂硫(Li-S)电池具有高理论能量密度和理论比容量、原材料来源广泛、对环境无污染等优势,在储能领域具有广阔的发展前景,因而引起了人们的广泛关注。作为Li-S电池正极的关键组成部分之一,粘结剂的作用是将活性材料,导电碳和集电器紧密连接在一起;同时,粘合剂应具有大量的固硫位点。然而,目前粘结剂的发展主要存在固硫效果差的问题。因此,本文设计合成了含不同阳离子的聚砜粘结剂,该粘结剂通过阳离子和多硫化物负离子之间的静电相互作用有效吸附放电过程中产生的多硫化物,防止多硫化物进入醚类电解液,提高Li-S电池的固硫效果。论文考察了阳离子结构与粘结剂固硫效果及其他电化学性能之间的关系,主要研究内容如下:(1)不同阳离子功能化聚砜粘结剂制备及其电化学性能。首先对聚砜进行氯甲基化得到不同氯甲基化程度的氯甲基化聚砜,再分别以1-甲基咪唑、三乙胺、N-甲基吗啉作为离子化试剂,得到三种带有不同阳离子化聚砜粘结剂。通过吸附实验、X射线光电子能谱及电化学手段考察了离子官能团种类对多硫化物的吸附作用强弱的影响,并与阳离子聚砜粘结剂在醚类电解液中的电离程度相关联。研究发现,1-甲基咪唑化聚砜粘结剂在三种荷正电粘结剂中性能最优,基于该粘结剂的锂硫电池在0.2 C循环100次之后的容量保持率为76%;在0.5 C循环120次之后容量保持率为84%,表现出良好的电化学性能。(2)双离子化聚砜粘结剂制备及其电化学性能。随着阳离子官能团取代度的增大,其在醚类电解液中的溶胀增大,使粘结剂在促进锂离子的传输的同时,不能确保电极结构的稳定性。鉴于此,在保证阳离子官能团取代度相同的基础上,以三乙烯二胺作为离子化试剂,得到一种双阳离子聚合物粘结剂。在0.2 C循环100次之后,基于单离子和双离子粘结剂的电池容量保持率分别为43%和74%,在0.5 C循环200次之后,容量保持率分别为46%和68%;随着离子浓度的增加,容量保持率显著提高。这表明,双离子结构提供的大量固硫位点使该粘结剂具有优异的固硫效果。