碳硫复合材料的制备及其电化学性能研究
硫电极具有高能量密度，很有希望成为下一代高能锂电池的正极材料。但是，单质硫由于具有不导电、中间产物易溶于有机电解液等缺点，其循环性能较差。为了改善锂硫电池硫正极材料的电化学性能，在硫电极中加入导电碳材料是一种有效的方法。在以往的研究中，笔者采用热处理的方法，合成了硫-乙炔黑、硫-多孔碳复合材料。通过TEM 、SEM 、XRD 和BET 等分析，可以确认单质硫均匀的分散到乙炔黑和多孔碳的纳米孔中，有效的抑制了中间产物多硫化物在电解液中的溶解，在多次充放电循化后，仍能保持稳定的结构，因而其具有较高的比容量和较好的循环性能。从而说明将硫限定在碳材料的微孔中，能够有效的改善硫电极的循环性能。在此基础上，为了进一步提高碳硫复合材料的振实密度，使其达到使用化的要求，本文将单质硫与制备的多孔碳微球复合，通过热处理的方法，使硫填充到碳球的微孔中。在电极反应中，单质硫的氧化还原反应被限定在碳球的微孔中，碳球起到电子传输的作用。这就大大提高了硫的利用率，并有效抑制了中间产物在电解质中的溶解，该复合材料不仅具有非常好的循环性能，而且还具有优异的倍率性能，是一种非常有前景的高能电极材料。
碳硫复合材料 电化学性能 高能锂电池 正极材料 循环性能 倍率性能
张波 赖超 言天英 周震 高学平
南开大学新能源材料化学研究所,天津 300071
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2009-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）