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能源需求的激增为电池的应用提供了广阔前景,锂硫电池因其理论比容量高(1675mAhg-1)而成为未来最具应用前景的锂电池体系之一。但作为正极材料的硫因其本身固有的电导率低、电极反应中间产物多硫化锂易溶于电解液和充放电过程中的体积变化等问题,致使电化学性能较差。近年来的研究报道表明,具有包覆结构的锂硫电池正极材料不仅能提高材料的导电率、限制中间产物的溶解,还能减轻体积变化的影响。本课题基于此设想,制备出了具有双层包覆结构的硫-碳-聚吡咯(S-C-PPY)和硫-碳-聚苯胺(S-C-PANI)正极材料,对其进行结构、形貌和电化学性能测试与表征,并探索了电化学性能改善的原因。本课题采用两步法进行双层包覆结构正极材料的制备,首先是在单质硫表面包覆一层乙炔黑,形成S-C包覆结构;其次在S-C表面再包覆一层PPY或PANI,即得S-C-PPY或S-C-PANI正极材料。通过调节表面活性剂种类、聚合过程中盐酸浓度、氧化剂用量、聚合物和硫含量制备出一系列正极材料,探索了实验条件与电化学性能的关系,确定了电化学性能最佳的S-C-PPY和S-C-PANI正极材料制备工艺。结构与形貌表征发现:本实验中,S-C正极材料制备过程中选择乙醇为表面活性剂,聚合物包覆过程中以CTAB为表面活性剂时制备出了双层包覆结构的正极材料,硫在内部,乙炔黑在中间,外层为聚合物,呈球状分布,尺寸约为几微米。电化学性能测定结果表明:(1)最佳电化学性能的S-C-PPY正极材料是在氧化剂与吡咯摩尔比为3:1,聚合过程盐酸浓度为0.5mol/L的条件下所制备的,其硫与聚吡咯含量分别为40%、4%。1C放电倍率下,放电比容量最高达768mAhg-1,500次循环后保持在326mAhg-1,循环退降率为0.115%,且库伦效应保持在90%。(2)最佳电化学性能的S-C-PANI正极材料是在氧化剂与苯胺摩尔比为3:1,聚合过程中盐酸浓度为1mol/L条件下制备的,硫和聚苯胺含量分别为45%和19%。1C放电倍率下初始放电比容量为809mAhg-1,1000次循环后保持在271mAhg-1,退降率为0.066%,库伦效应保持在90%以上。对比相同条件下制备的S-C正极材料电化学性能,发现包覆后电化学性能有了明显改善。究其原因,主要是乙炔黑和导电聚合物的双层包覆结构提高了正极材料的电导率、限制了电池反应中间产物多硫化锂的溶解和增强了适应体积效应的能力。