【摘 要】
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为提高硫化聚丙烯腈正极的电化学性能,本文对聚丙烯腈（PAN）的硫化反应进行了研究,力图提高硫化聚丙烯腈材料中硫元素的含量。具体开展了三方面的研究工作:（1）研究了在聚丙烯腈（PAN）硫化反应体系中引入环化反应促进剂（硝酸镍、硝酸钴或硫酸铜）,通过促进PAN的环化反应,提高结构规整度,增加产物中含硫量。研究结果表明,硫酸铜的引入可使产物硫含量提升到52.39 wt%,并在结构中形成Cu S。以其为正
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为提高硫化聚丙烯腈正极的电化学性能,本文对聚丙烯腈（PAN）的硫化反应进行了研究,力图提高硫化聚丙烯腈材料中硫元素的含量。具体开展了三方面的研究工作:（1）研究了在聚丙烯腈（PAN）硫化反应体系中引入环化反应促进剂（硝酸镍、硝酸钴或硫酸铜）,通过促进PAN的环化反应,提高结构规整度,增加产物中含硫量。研究结果表明,硫酸铜的引入可使产物硫含量提升到52.39 wt%,并在结构中形成Cu S。以其为正极,锂电池在0.2 C(1 C=600 m Ah g-1)倍率下,电池首次放电容量达到863.7 m Ah g-1,100次循环后,其容量保持率为70%。（2）探究了在聚丙烯腈（PAN）硫化反应体系中引入硫化促进剂（N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌（ZDB）或二硫化二苯并噻唑（MBT））对PAN硫化反应的影响。研究发现,硫化促进剂可以增加反应活性位点,促进了S与PAN反应的进行,提高了产物的含硫量。结果表明,ZDB对PAN硫化反应有较好的促进作用,可将产物硫含量提高至54.13 wt%。以其为正极,锂电池在0.2 C条件下,首次放电容量为829.0 m Ah g-1,50次循环后,容量保持率可以达到90%。（3）设计了硫酸铜与ZDB共同促进S与PAN反应的研究,发现了二者的联合作用,证明了其可以提高以该产物为正极活性物质的锂电池循环稳定性。在0.2 C时,电池首次放电容量为805.4 m Ah g-1,经100次循环后放电容量为600.8 m Ah g-1,容量保持率为92%。环化反应促进剂与硫化反应促进剂的联合作用,可以既提高含硫量与放电容量,又提高循环稳定性,为高比能电池的开发提供依据。
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