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电子设备普及的今天,人们对电池各项性能的要求也变得越来越严格,比如电池的续航能力、使用寿命、安全性能等。人们所需求的更高比容量和能量密度,当前广泛使用的商业锂离子二次电池无法满足。锂硫电池具有非常高的理论比容量(1675 mAhg-1)和能量密度(2600 wh kg-1)。而且,硫具有丰富的储量,低毒且价格低廉,使锂硫电池有望成为可以替代锂离子电池的新型高性能储能系统。可以说,锂硫电池的前景十分广阔,可以作为未来几十年的研究方向。然而,锂硫电池正极硫的固有的弱点一直制约着其实用化的脚步,包括硫的电导率低,利用率低,放电时体积膨胀,特别是多硫化物中间体引起的穿梭效应。为了解决这些问题,研究人员一直努力寻找各种材料与硫复合,制备具有特殊结构和性能的正极材料来抑制了穿梭效应,但是它们的合成路线往往相对复杂且成本高昂。昂贵的投入虽然获得了一定成果,但显的得不偿失,要大规模生产是不现实的。生物炭具有优秀的吸附性能,将其用于锂硫电池,能够有效地吸附阻挡多硫化物,抑制穿梭效应,还能有效降低了生产成本,一举两得。本论文采用不同的生物炭对商业化隔膜进行改性。本论文主要研究内容如下:(1)以通草为碳源,制备通草基生物炭(RPC)用于改性锂硫电池隔膜,研究其天然孔隙结构对多硫化物吸附性能。将具有RPC改性隔膜的电池和常规商业隔膜的电池性能进行对比。结果表明,该电池的初始容量在0.1C倍率下为1168.5mAh g-1,在1C倍率下为905.6mAhg-1。500圈循环后电池的放电比容量还有464.8 mAh g-1,库伦效率依旧保持97%。(2)以膨化玉米为碳源,以KOH活化,制备大比表面积的多孔碳材料(APCC),用于锂硫电池隔膜改性,研究其物理吸附性能。进行了SEM、红外、XRD、Raman和电化学分析等材料表征方法。结果表明带有APCC涂层隔膜的电池的初始放电容量在0.1 C的倍率下显示1169 mAhg-1,在1 C的倍率下显示1045.5 mAhg-1。在1 C的倍率下,它的放电容量也很高,500次循环后的比容量仍然能够达到471.6 mAhg-1(3)以豆芽为碳源,进行氮硫元素双掺杂实,研究元素掺杂带来的化学吸附性能对多硫化物的吸附效果。研究创造性地将豆芽瓣和豆芽茎分开碳化测试,作为对比实验。实验表征方法一如(1)中所述,并增加TEM和XPS分析。氮硫掺杂豆瓣碳化后得到的NS-BSVC用于锂硫电池隔膜改性,在0.1C下,放电比容量达到1236.1 mAh g-1,在1C的高倍率下循环1000圈后依旧有383mAh g-1的比容量。