纳米硫化锂/碳复合正极材料的制备及其电化学性能

为了提高硫化锂正极的倍率性能、抑制多硫化锂穿梭并降低成本，以三硫化二锂作为硫化锂的前驱体，聚乙烯吡咯烷酮和碳纳米管作为碳源，经高温处理制备纳米硫化锂/碳复合材料，以此作为锂硫电池的正极材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪对该复合材料的形貌、结构以及组成进行表征，并进行电化学性能测试。结果表明：制备的纳米硫化锂/碳复合正极材料中，纳米硫化锂分散均匀并被热分解的碳包覆，合成的三硫化二锂前驱体在空气中具有一定的稳定性，能够降低纳米硫化锂的生产成本；将纳米硫化锂/碳复合正极材料用于锂硫电池时，在0.07 C(1 C=1166 mA/g)倍率下初始放电比容量达910 mAh/g,在1.00 C高倍率下循环150次后，可逆容量保持在484 mAh/g,这表明纳米硫化锂/碳的活性物质利用率较高、多硫化锂穿梭较弱。采用三硫化二锂前驱体制备高性能硫化锂复合材料，工艺成本低，有助于硫化锂正极材料的实际应用。