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随着时间的推移,经济爆发式增长与生活方式的进步,使得人们对于能源的需求急剧增涨,然而化石能源的日益减少和环境保护的压力,使得开发清洁可再生能源迫在眉睫。锂硫电池被认为有前景的新型二次电池之一,其压倒性的优势在于其理能量密度高达2600 Wh kg-1,是传统商用锂离子电池的五倍。然而,锂硫电池的天然缺陷限制了其应用,硫是绝缘体,必须将导电添加剂(例如碳)掺入电极。此外,反应过程中的中间产物多硫化物可溶于目前使用的液体电解质,在电池循环过程中会造成容量的不可逆损失。本文针对这些不足,通过设计锂硫电池正极结构以提升其电化学性能,具体内容为以下几个方面:1、利用静电纺丝技术制备了PAN-CNT-GO型碳纳米纤维,与硫复合后作为锂硫电池正极材料,测试其电化学性能。结果表明,在2 C倍率下循环200圈后,容量仍为240 mAh g-1,达到初始容量的65.1%,有着较高循环稳定性。2、利用静电纺丝技术制备了 PAN-CNT、PAN-PVP型碳纳米纤维,形貌表征表明,CNT的加入使得碳纳米纤维弯曲;PVP的加入使得纤维表面粗糙。将其作为锂硫电池中的隔膜,CMK-3为正极材料,进行电化学测试。在2C倍率下初始容量为1197 mAh g-1循环200圈的容量仍能达到804 mAh g-1。连续在0.1 C、0.2 C、0.5C、1 C、2C和5C不同倍率下进行充放电测试,容量分别为1077mAhg-1、889 mAh g-1、767 mAh g-1、694 mAh g-1 607 mAh g-1 和 423 mAh g-1,当倍率重新回到0.1 C时,容量仍能达到907 mAh g-1,说明PAN-PVP型隔膜能够大幅提升电池的循环稳定性能。3、通过水热法合成了 α-MnO2纳米线,通过形貌表征确认了其一维纳米线形结构,与硫复合后作为铿硫电池正极材料。电化学测试结果表明,在0.1 C倍率下初始容量为797 mAh g-1,循环25圈后,容量为591 mAh g-1。