论文摘要：含硫聚(苯胺-吡咯)正极材料的制备及电化学性能研究

单质硫因具有理论比容量高、自然资源丰富和无毒性等多种优势，使其成为最具有发展前景的正极材料之一。 但由于其单质硫的电子和离子绝缘性以及溶剂可溶性而导致的活性物质利用率低，循环性能差等问题。本论文针对锂硫电池的这些缺点设计并制备了纳米纤维网络结构硫/聚(苯胺-吡咯)和硫/硫化聚(苯胺-吡咯)正极材料用电化学活性物质。硫/聚(苯胺-吡咯)中导电纤维网络聚(苯胺-吡咯)可以提高了正极材料的导电性，同时纤维网络为放电产物提供了沉积地点，避免绝缘产物包覆负极，从而增加了活性物质硫的利用率并降低其不可逆容量。此外，硫/聚(苯胺-吡咯)具有更好的机械性能够适应电化学反应过程中硫体积膨胀而产生的应力。在该材料基础上进一步的硫化则可以保证硫化聚(苯胺-吡咯)在放电时骨架不发生降解，缓解小分子产物溶解问题，提高正极材料电化学性能。首先使用软板法、无模板法、界面聚合法分别制备了聚(苯胺-吡咯)并采用红外光谱、扫描电镜、XRD、拉曼等测试手段对产物进行了表征。此外，通过改变合成条件，考察了表面活性剂种类、反应时间、两种单体摩尔配比等对产物形貌的影响。将硫与使用软模板法制备的聚(苯胺-吡咯)按一定比例在160℃共热24h制备了纳米纤维网络硫/聚(苯胺-吡咯)复合材料，以产物为正极活性材料组装电池，考察了其电化学性能以及硫与聚(苯胺-吡咯)不同比例配比、不同电解液种类对这种复合材料循环性能的影响。研究结果表明，纳米纤维网络硫/聚(苯胺-吡咯)复合材料具有较高的容量和较好的循环性能，首次放电容量达1285mAh/g，循环40周后剩余容量866mAh/g。以这种复合材料为基础，进一步高温硫化制备了硫/硫化聚(苯胺-吡咯)复合材料，以产物为正极活性材料组装电池，考察了不同硫化温度下产物电化学性能以及不同充放电电流密度、不同电解液种类对硫/硫化聚(苯胺-吡咯)复合材料循环性能的影响。关键词：纳米纤维，聚(苯胺-吡咯)，硫，共聚，锂硫电池

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