摘要
近年来，随着柔性、可穿戴电子设备的飞速发展，具有柔性且高能量密度的锂硫(Li-S)电池的研究引起了人们的热切关注。但是，目前柔性Li-S电池的商业化应用还面临着很多的挑战。柔性骨架的穿梭效应和不耐弯折性是限制柔性Li-S电池商业应用的最重要的原因。因此，开发一种可持续弯折和显著抑制穿梭效应的柔性Li-S电池正极材料显得尤为迫切。本论文选择导电的三氧化钼（MoO3）纳米带作为柔性骨架，MoO3作为过渡金属氧化物对长链多硫化物化学吸附作用强，可以抑制穿梭效应。本文主要的研究内容如下： （1）采用水热法合成纯MoO3纳米带，再用氢碘酸（HI）作还原剂和插层剂，得到导电的超长MoO3纳米带。3D纳米带结构不仅可以缩短电子和离子传输路径，而且可以储存电解液和长链多硫化物，物理吸附多硫化物。尤其是MoO3作为过渡金属氧化物，对多硫化物的极性吸附作用较强，可以抑制穿梭效应。当电流密度0.1C时，MoO3/S复合正极的初始放电比容量为1337.2mAhg-1，循环200圈后仍然保持610mAhg-1，证明了MoO3纸作为Li-S电池正极柔性载硫体具有巨大的优势。 （2）为了进一步抑制穿梭效应，提高电池的循环寿命，本章加入二硫化钼（MoS2）作为电催化剂。MoS2不仅加快了可溶性多硫化物向不溶性Li2S2/Li2S的转化速率，极 大地阻止了长链多硫化物的扩散，而且其对长链多硫化物有更强的极性吸附作用，和MoO3协同抑制穿梭效应。当MoO3和MoS2质量比为8：2时，复合材料的循环比容量最高，在电流密度1.0C下，复合正极循环500圈以后的比容量为695mAhg-1，这表明MoO3@MoS2作为柔性Li-S电池载硫体具有非常稳定的循环性能。 （3）为了更好地提高载硫体的导电性和结构稳定性，本章加入还原氧化石墨烯（rGO）作为导电网络，同时以MoO3纳米带为柔性骨架，二氧化锡（SnO2）为电催化剂。当电流密度为0.1C时，循环200圈以后，MoO3@SnO2/S复合正极的比容量只有658.8mAhg-1，而MoO3@SnO2@rGO/S复合正极的比容量为870.4mAhg-1。通过对比，后者的比容量显著提高，这归因于rGO的包覆和导电网络结构。
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