【摘 要】
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锂硫（Li-S）电池因其理论比容量高而受到了广泛的关注。然而,Li-S电池仍存在活性物质（S）利用率低、多硫化合物（Li PSs）引起的“穿梭效应”,循环稳定性差等问题,导致了其无法实现商业化。为此,人们付出了巨大的努力。近年来,通过对S宿主材料的设计与合成,改性隔膜的修饰和锂负极的改进等方式,使Li-S电池的性能得到显著的提升。在本文中,基于Li-S电池存在的相关问题,围绕导电剂对电池性能的影响
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锂硫（Li-S）电池因其理论比容量高而受到了广泛的关注。然而,Li-S电池仍存在活性物质（S）利用率低、多硫化合物（Li PSs）引起的“穿梭效应”,循环稳定性差等问题,导致了其无法实现商业化。为此,人们付出了巨大的努力。近年来,通过对S宿主材料的设计与合成,改性隔膜的修饰和锂负极的改进等方式,使Li-S电池的性能得到显著的提升。在本文中,基于Li-S电池存在的相关问题,围绕导电剂对电池性能的影响及对隔膜改性以改善Li-S电池性能开展了如下研究:（1）首先制备导电炭黑/乙炔黑复合导电剂,而后研究其在Li-S电池正极中的电化学性能影响。与通常应用的乙炔黑导电剂相比,复合导电剂制备的KB-S正极在0.1 C时其放电比容量为1016.5 m Ah g-1,经过150圈循环后仍为652.2 m Ah g-1,循环保持率大约64.1%,具有更高的容量保持率以及较好的循环稳定性。（2）首先合成钴基MOF材料ZIF-67,然后再碳化处理制备钴掺杂的碳材料（Co-C）。借助真空抽滤方法制备自支撑薄膜修饰隔膜（CNT/Co-C-PP）。通过电化学方法研究了其反应动力学和对Li PSs催化作用,结果表明Co-C通过对可溶性Li PSs的较强化学吸附能力捕获Li PSs。在CNT和Co的协同作用下,促进Li+在反应过程中的快速传输,提高Li PSs的氧化还原反应动力学,促进Li PSs的转化。CNT/Co-C-PP更大程度上减缓了穿梭效应,提高了S的利用率。应用CNT/Co-C-PP隔膜,Li-S电池在0.5 C电流密度下循环测试具有1043.8 m Ah g-1的初始容量,450圈循环后每个循环的容量衰减为0.07%。
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