導電聚合物應用于鋰硫電池并改善其電化學性能.pdf

1、單質硫作為一種多電子反應正極活性材料，其理論比容量為1675mAh/g；當與金屬鋰組成鋰硫電池時，其理論能量密度高達2600Wh/kg。此外，單質硫還具有資源豐富、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點。因此，鋰硫電池被視為下一代極具應用潛力的高比能二次電池體系。
　　但是，鋰硫電池存在循環(huán)穩(wěn)定性差、庫倫效率低等問題，造成這些問題的主要原因在于：（1）單質硫的導電性差；（2）充放電中間產物易溶解到電解液中，產生“穿梭”效應；（3）單質硫和放電最

2、終產物 Li2S之間的密度差使得體積膨脹高達80％，會造成正極結構的粉化坍塌。針對這些問題，研究人員可以從以下3個方面著手：（1）添加一種或多種電子導體與硫復合達到提高導電性的目的；（2）改進電池的電解液體系；（3）鋰負極的保護。本文利用導電高分子的特性，將其應用于鋰硫電池正極材料制備以及正極修飾，來改善電池性能。主要研究內容和結果如下：
　　1.利用商業(yè)化導電高分子——聚3，4-乙撐二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）

3、在鋰硫電池正極表面進行修飾。因其具有導電性，親水性，及柔性等適合鋰硫電池的特性，該方法對于提高比容量，限制多硫化物的遷移以及體積膨脹有很好的作用。在0.2C倍率下，其首次放電比容量達到1061mAh/g,100周循環(huán)后容量仍然有650.6mAh/g,容量保持率達61.3%。除此之外，其電池質量能量密度超過了傳統(tǒng) LiCoO2/石墨電池，也是一個突破。最值得提出的是，該方法簡便易行，適合大規(guī)模工業(yè)生產。
　　2.制備空心管狀的導電聚