摘要
随着电子产品的快速发展，人类对移动储能装置要求越来越高，然而目前商业化的锂离子电池已经难以满足日常生活的需要。因此，高效储能装置成为研究热门。硫理论比容量高，资源丰富，价格低廉，对环境无污染。因此研究锂硫电池成为当下高效储能装置中的热门领域。尽管拥有以上优势，硫作锂硫电池的正极材料在实际充放电中依然面对一些困难：(1)硫单质和充放电过程中产生的Li2S导电性差；(2)硫在前期充放电生成的多硫化锂极易溶于有机电解液中，发生穿梭效应，造成活性物质的损失；(3)充放电过程硫与锂多次反应，导致电极体积膨胀，造成电池损坏。本论文将石墨烯与单质硫复合，在改善其导电性的同时，利用吸附作用抑制多硫化物的穿梭效应。 试验先利用改进的Hummers法，得到棕色的氧化石墨烯，然后通过水合肼将氧化石墨烯(GO)还原为三维石墨烯(3d RGO)，并采用高温热扩散法将单质硫(S)成功负载到石墨烯的三维空间内，获得三维石墨烯/纳米S(3d RGO-S)正极复合材料。使用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所制备复合材料的微观结构、形貌等进行表征，采用恒流充放电、循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)对制备的材料电化学性能进行研究。结果显示：3dRGO具有三维空间结构，能有效增加活性物质S的利用率；活性物质S均匀地负载在3dRGO上；在0.1C倍率下S的负载量为66%并且掺加碳黑的电池组的3dRGO-S复合材料首次放电比容量达1150mAh/g，600次循环之后，放电比容量趋向稳定，且比容量仍可达到700mAh/g。
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