摘要
锂-硫电池因具有高容量、低成本、环境友好等特点而被视为潜在的下一代电化学储能器件，并受到相关科学研究者的广泛关注。然而单质S的绝缘特性、中间产物聚硫化锂的穿梭效应及放电过程中S的体积膨胀等问题降低了锂-硫电池正极中活性物质的利用率和循环稳定性，这些严重阻碍了锂-硫电池的实际应用。为了解决这些问题，本文在不同碳基材料中添加氧化镍（NiO）形成复合物作为单质S的基质材料制备出性能优异的正极材料，相关实验方案和研究内容主要包括下面两个方面： （1）采取先水热后热处理的方法制备碳纳米管-氧化镍/硫复合材料(CNT-NiO/S)。这种杂化物结合了CNT的高导电性和NiO较强的固硫特性从而增强了硫正极材料的电化学性能。在电流密度0.1C下,CNT-NiO/S电极的初始比容量为952mAhg-1，循环160圈后比容量稳定在609mAhg-1，在前100圈内平均库伦效率达99.4%。 （2）石墨烯不仅和CNT一样有很强的导电性，并且还有良好的韧性，这能有效缓解放电过程中S的体积膨胀。本章采用简单的肼蒸汽还原氟化石墨的方法制备出还原氟化石墨烯(RFG)。然后类似(1)同样的方法制备出还原氟化石墨烯-氧化镍/硫复合材料（RFG-NiO/S）；这种复合物不仅对S和聚硫化锂有着较强的物理吸附和化学吸附，而且一定程度上缓解了放电过程中S的体积膨胀，因此提高了电极片的循环稳定性。该复合物电极在电流密度0.1C下的初始比容量高达995mAhg-1,循环110周后容量保持在600mAh g-1以上；并且在0.5C电流下循环200圈后可逆比容量维持在381mAhg-1，显示出优异的电化学性能。
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