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便捷式电子设备和电动汽车的迅猛发展要求锂电池提供更多的能量。以硫作为正极活性物质、锂作负极的锂硫电池,因其比容量大(1675mAh/g)、能量密度高(3500Wh/kg),硫还有环保、廉价的优势,近年来研究热度持续攀升。然而,硫与其放电最终产物硫化锂和二硫化锂的导电性较低,充放电的中间体多硫化锂的高溶解性,使之易于流失并且能够在隔膜两侧穿梭而导致自放电,以及硫与硫化锂的密度相差较大(80%)造成充放电循环中体积胀缩、破坏电极结构等三个棘手问题成为锂硫电池发展的瓶颈。为了解决上述问题,本文向锂硫电池的正极上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在第三章中,本文阐述了甲基丙烯酸甲酯(MMA)分子携带供电子的酯基、并且在聚合时会带上过硫酸根阴离子。微观上,这些基团以静电作用抑制多硫化锂的迁移。宏观上,聚合反应形成的PMMA容易自组装形成纳米颗粒,该纳米颗粒层的具有良好的吸液性,吸收电解液之后会溶胀会进一步限制吸收有多硫化锂的电解液的扩散。PMMA本身具有光子晶体性质,PMMA涂覆形成薄层之后,受到日光照射会发射固定波长的光。对于小粒径的PMMA来说,100~300nnm粒径PMMA受到日光照射而发射的光,波长在可见光范围内。如此,PMMA涂覆层可以通过观察反射光颜色快速判断所涂的PMMA粒径。第四章继续阐述了制备出的小粒径PMMA分散液涂覆在锂硫电池正极材料(锂硫电池正极材料下文以“样品S”记)上而得到PMMA@S电极并装配电池,考察PMMA添加后对电性能的影响。通过一系列电化学测试发现,PMMA@S循环性能均比S高。其中3号小粒径PMMA涂覆在S(样品PMMA@S-A-200)上循环性能最好,稳定循环100次后仍有样品S的三倍以上。另外,涂覆PMMA时采用连续化快速操作工艺,与第二章所述的电极制备与电池组装工艺相互适配。本文最后尝试对1号小粒径PMMA分散液进行了稀释,涂覆在锂硫电池正极上后(样品PMMA@S-B-100)成功提高了锂硫电池的比容量,又改善了充放电测试条件为窄电化学窗口(样品PMMA@S-C-100),得到了循环比容量高和循环稳定性好的锂硫电池。综上所述,本文主要阐述了如下三方面内容:(1)自MMA单体聚合了小粒径PMMA,通过控制单体浓度和引发剂形成了一系列粒径的表面带有过硫酸根阴离子的PMMA纳米颗粒。(2)总结了锂硫电池的生产工艺,通过与电极制备与电池组装相互适配的连续化生产工艺,将PMMA分散液涂覆在锂硫电池的正极上。如此制得的PMMA@S比S循环性能有显著提高。(3)使用稀PMMA分散液涂覆电极并在测试时使用窄电化学窗口,使锂硫电池进行了更稳定持久的充放电循环,释放出了更高的比容量。