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近年来,储能电池和动力电池领域成为新能源方向的研究热点,锂硫电池以高的理论比容量(1675 mAh/g)和高的能量密度(2600 Wh/kg),成为未来电池领域具有应用潜力的优秀代表之一。本论文以金属有机框架(MOF)材料在锂硫电池中的应用为基础,一方面选用双金属MOF材料HKUST-2作为载硫体,成功制备出HKUST-2/S复合材料,并进一步将其和碳纳米管(CNT)复合来提高材料的导电性,成功制备出HKUST-2@CNT/S复合材料;另一方面,我们还以MOF-5材料为衍生多孔碳材料的造孔剂,以葡萄糖为碳源,成功制备出了多孔碳/硫(MPC/S)复合材料。对上述三种复合材料进行了较为系统的结构和形貌分析,测试了其电化学性能,获得的主要结果如下:1.采用溶剂热法,成功制备出比表面积大、微孔结构丰富的双金属MOF材料HKUST-2,之后通过熔融法将其与硫复合制备出了 HKUST-2/S复合正极材料。电化学性能测试结果表明,材料在0.5 C的放电倍率下,首次循环放电比容量约为900 mAh/g,150次循环后的放电比容量为300 mAh/g左右,库伦效率为88%左右,电池的容量衰减比较快。2.针对HKUST-2材料存在导电性较差的问题,将其与导电性能优异的适量碳纳米管(CNT)复合,得到HKUST-2@CNT/S复合材料。电池电化学性能测试结果表明,HKUST-2@CNT/S复合材料在0.5C倍率下充放电,其首次放电比容量约为1200 mAh/g,经200次循环后,其放电比容量仍保持在600 mAh/g左右,库伦效率保持在93%至96%,适量的碳纳米管有效地提高了 HKUST-2/S材料的导电性,增强了电池的循环稳定性。3.由于MOF材料衍生的多孔碳材料能改善锂硫电池性能,因此选用金属有机框架材料MOF-5为造孔剂,以葡萄糖(C6H1206)为碳源,采用溶剂热法和高温炭化相结合的方法,制备出导电性能佳、比表面积大、以微孔结构为主的多孔碳材料(MPC)。通过熔融载硫的方法,将硫和多孔碳材料复合制备出多孔碳/硫复合正极材料(MPC/S)。电化学性能测试结果表明,MPC/S复合材料在0.5C倍率下充放电,首次放电比容量为1200 mAh/g,循环600次后放电比容量仍保持在500 mAh/g,库伦效率保持在98%左右;在2 C大倍率下充放电,循环100次后,放电比容量仍保持在500 mAh/g以上,容量保持率高达80%,库伦效率保持在99%左右,表明MPC/S材料具有较好的大倍率充放电性能。MPC材料对多硫化物的吸附能力的初步实验测试结果表明,该材料对多硫化物有相对较好的吸附能力。