【摘 要】
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如今商业化锂离子电池的能量密度已到一个瓶颈,很难满足人们更大的需求,所以开发一种能够突破能量密度的新型电池变得越来越重要。锂硫电池作为先进储能装置的有力候选者,要想实现商业化还有一些问题亟待解决,比如硫利用率和多硫化物的穿梭效应问题。过渡金属硫属化合物（TMDs）由于具有出色的物理化学性能,包括大表面积、卓越的机械性能、高催化活性、化学稳定性和低成本,是用于电催化和电化学储能装置的有前途的材料。在
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如今商业化锂离子电池的能量密度已到一个瓶颈,很难满足人们更大的需求,所以开发一种能够突破能量密度的新型电池变得越来越重要。锂硫电池作为先进储能装置的有力候选者,要想实现商业化还有一些问题亟待解决,比如硫利用率和多硫化物的穿梭效应问题。过渡金属硫属化合物（TMDs）由于具有出色的物理化学性能,包括大表面积、卓越的机械性能、高催化活性、化学稳定性和低成本,是用于电催化和电化学储能装置的有前途的材料。在TMDs中,二硫化钛（TiS2）重量最轻,成本低且电子电导率高,与多硫化物（PSs）具有强的相互作用,被广泛用作电极材料或电解液添加剂,但作为隔膜改性材料的报道非常有限。因此,在本工作中,将TiS2应用到锂硫电池隔膜中作为隔膜修饰材料,以改善锂硫电池的性能。并且对TiS2的电催化性能展开研究,以评估其电催化活性。主要的研究内容和成果如下:（1）首先用一步固相烧结法制备TiS2,然后利用简单的低压真空抽滤方法把TiS2沉积在Celgard隔膜表面来制备改性隔膜TiS2-VF/Celgard。修饰层TiS2比较轻薄,厚度仅为6微米左右,负载量为0.504mgcm-2。通过对多硫化锂的吸附测试和组装对称电池进行循环伏安（CV）测试,皆表明TiS2对多硫化物（PSs）有很强的吸附性,而且还可以加快PSs的氧化还原动力学。此外,为了进一步探索合适的工艺,在这项工作中,将真空抽滤方法（TiS2-VF/Celgard）和浆料涂覆方法（TiS2-SC/Celgard）制备的样品分别组装电池进行测试。在2.0 C的高倍率下,带有TiS2-VF/Celgard隔膜的电池可提供771.6 mAhg-1的初始容量,经过500次循环后,实际容量为645.6 mAhg-1,相当于电池平均每个循环容量衰减率仅为0.033%,具有出色的循环稳定性。在2.0 C下其能量密度可以达到311 Wh kg-1,并且整个循环过程中库伦效率都保持在99%以上。而TiS2-SC/Celgard隔膜组装的电池初始容量仅有689.1 mAhg-1,500次循环后,平均每圈衰减率为0.067%。真空抽滤方法制备的修饰隔膜展现出了更为优异的性能。（2）将TiS2负载在玻碳电极上用作工作电极,分别进行了析氢反应（HER）、析氧反应（OER）和氧还原反应（ORR）电催化性能测试。TiS2在0.1 MKOH溶液的三电极体系中进行了电化学性能测试,TiS2表现出了差的HER和OER催化活性,而ORR催化性能比较优异。通过计算,发现TiS2在ORR催化过程中的电子转移数为2.21,其在ORR过程中通过二电子途径产生H2O2。与其它三种催化剂（TiS2@rGO、TiO2和TiSeS）相比,TiS2表现出了更好的H2O2选择性,达到了 95%,和Pt-Hg/C纳米颗粒以及其它碳基材料在内的高表面积材料的H2O2选择性相当。
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