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锂硫(Li-S)电池因其具有比容量高(1675 mAh g-1)、能量密度高(2600 Wh kg-1)、硫资源丰富等优点而受到广泛关注。然而,Li-S电池具有一些本质缺点导致其无法进行商业化,主要有:(1)单质硫导电性差;(2)单质硫和放电最终产物Li2S的密度不同而引起的体积膨胀;(3)浓度梯度差引起的多硫化物穿梭效应。(4)金属锂负极的枝晶生长。在所有优化性能的策略中,对商业隔膜修饰是目前较为成功的策略之一,其主要优势有:(1)Li-S电池在正极放电过程中产生的可溶性多硫化物(Li2Sn,3≤n≤8)可以被复合隔膜阻挡;(2)修饰层的高导电性可以促进聚集在隔膜表面的Li2Sn转化,避免活性材料损失;(3)修饰层的存在可以阻碍锂枝晶的刺破。因此,本论文从复合隔膜设计的角度出发,选择了两种具有丰富氮元素并且高导电性的有机插层剂,对富含吸附位点、可插层的蒙脱土(MMT)进行改性,得到具有促进Li2Sn氧化还原反应作用的MMT基复合材料,并将其均匀抽滤至商业隔膜表面,以此提高Li-S电池的电化学性能。通过水溶液法将十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)插入到MMT层间,再经过高温碳化,成功制备出导电性高、具有大量吸附多硫化物位点的CTAB@MMT复合材料。XRD、Raman结果表明,CTAB成功插入MMT层间,且800℃煅烧的CTAB@MMT具有石墨烯的D-band和G-band峰,CTAB@MMT片层更薄、暴露出来的吸附位点更多。SEM结果表明,煅烧后的CTAB@MMT呈现出纳米片不规则堆砌的3D结构。将CTAB@MMT隔膜组装为Li-S电池并测试电化学性能,结果表明800℃煅烧的复合材料制备的隔膜总阻抗(37.14Ω)比PP隔膜低(77.7Ω)且可逆容量最大,倍率效果最好。在0.1C下,初始容量高达1053 mAh g-1。在0.2C下,CTAB@MMT隔膜容量为911 mAh g-1,循环300圈后,容量为822mAh g-1,容量保持率为91%。通过氧化法成功制备出聚吡咯@蒙脱土(PPy@MMT)导电复合材料。测试其电化学性能,结果表明在0.15C下的初始容量为967 mA g-1。在0.85C下,容量可达505 mA g-1。0.28C下初始容量为800mA g-1,循环300圈后,容量保持在600 mA g-1,容量保持率为75%。结果表明,CTAB@MMT、PPy@MMT复合隔膜调控了正极和隔膜之间的氧化还原反应环境,促进析出的长链多硫化物向短链多硫化物的转换,显著提高了电池容量及循环稳定性。