以石墨烯氣凝膠為柔性導電基底的鋰硫電極材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的過渡金屬氧化物比較，鋰硫電池作為一種新型電極材料，具有高達1670 mAh g-1理論比容量。同時，鋰硫電池還具有能量密度高、低污染、廉價、硫資源豐富等優(yōu)點。由于這些特性，鋰硫電極在高能量密度電池、柔性電極以及新型交通工具等方面極具發(fā)展?jié)摿蛻们熬?。然而，近年來鋰硫電池的實際應用和工業(yè)化的發(fā)展主要由以下的一些原因限制。首先，硫是絕緣體，不利于電荷轉移。其次，硫在充放電過程中容易發(fā)生“液-固-液”的形貌轉化，造成“穿梭效應”以及

2、活性物質的流失。
　　柔性電極由于其高的能量密度、較小的質量以及其在可穿戴設備和移動電子產品方面的應用，被認為是繼電腦和手機之后又一款革命性的產品，得到了非常廣泛的的關注。但是傳統(tǒng)的柔性電極往往導電性差，不能經受反復的壓力形變和彎曲形變。
　　基于以上理解，將鋰硫電池和柔性電極結合起來將會有很大的發(fā)展空間。為了解決鋰硫電池和柔性電極面臨的問題，本文主要開展了以下工作：
　?。?）“核殼”結構的聚合物包覆結構鋰硫正極材料

3、。
　　為了阻止多硫化物的溶解和流失，我們采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為包覆單質硫的聚合物。該聚合物可以形成一層聚合物的殼包覆在硫單質的表面，形成核殼結構，抑制多硫化物的流失。同時，該聚合物與硫有著較高的結合能，進一步阻止多硫化物的溶解和流失。該活性物質呈現出單分散的顆粒，大小約為1μm，有著較大的表面積，有效的促進電解質的浸潤。更重要的是，由于PVP的束縛作用，該鋰硫電極呈現出了很好的循環(huán)性能。以0.1 C倍率實現初始放電比容量