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锂-硫电池具有很高的理论容量和能量密度,且单质硫成本低廉、来源广泛和环境友好,因此锂-硫电池备受研究者关注。但是,锂-硫电池也存在单质硫导电性差、放电产物易沉积等缺点,造成充放电比容量衰减及循环寿命缩短。近些年,研究者们致力于将硫单质与其他材料进行复合,以提升锂-硫电池的整体性能。纳米石墨片具有导电性好、缺陷结构少和比表面积较高等特点,将其与硫进行复合,有望成为良好的锂-硫电池电极材料。本论文采用液相剥离与机械球磨相结合的方式制备了纳米石墨片,进而将其与硫、电纺碳纳米纤维、银纳米线等材料进行复合,得到了一系列新型的复合纳米材料,并采用SEM/EDS、XRD、Raman和TG等手段进行了较为系统的表征,最后将所制备的一些复合材料制作成锂-硫电池,研究其电化学性能。首先,采用液相剥离与机械球磨法制备纳米石墨片,研究了一些工艺参数(溶剂的种类和浓度以及球磨的转速、时间和球料比等)对其厚度的影响。通过优化制备工艺,规模化地制备出厚度可达3~5 nm的纳米石墨片。本研究得出的较为理想的制备工艺参数条件是:将初始浓度为0.5 mg/m L的石墨,在水杨酸苯酯浓度为17.852 mg/m L的苯甲酸苄酯溶液中超声10 h;之后,以球料比50:1、大小球质量比1:5、溶剂50 m L、500 rpm条件下球磨5 h制备纳米石墨片。进而,本论文将纳米石墨片与纳米硫进行复合制得了纳米石墨片-硫复合材料,通过组装成锂-硫电池对其进行电化学性能测试,发现0.2C时,放电比容量可以达到275 m Ah/g。但是,在循环充放电过程中,电池的容量衰减比较严重,表明纳米石墨片并不具备石墨烯一样的超高比表面积和孔容量,对纳米硫的极化只能起到一定程度上的限制作用。最后,基于银纳米线具有较高的电导率,通过分别对碳纳米纤维及纳米石墨片浸渍银纳米线的方式,与升华硫复合后得到碳纳米纤维-银纳米线-硫和纳米石墨片-硫-银纳米线复合材料,也通过组装成锂-硫电池对其进行了电化学性能测试,研究了银纳米线对不同碳基材料的电化学性能的影响。研究发现,银纳米线对纳米石墨片-硫复合材料的电导率及硫的吸附能力有显著的改善作用。经过加热后,碳纳米纤维-银纳米线-硫复合材料形成了独特的形貌结构,在0.2C时,该材料的放电比容量达到350 m Ah/g。但是,由于硫化银在碳纳米纤维及纳米石墨片的表面形成,从而使得碳基材料不能较好地实现对硫极化所产生的“穿梭效应”的抑制作用,令锂-硫电池的比容量衰减情况仍然较为严重。