1. 毕业设计（论文）的内容和要求

锂硫电池因其高的理论比容量而备受人们关注（理论比容量是1672 mah﹒g^-1），锂硫电池的优势除了能量密度非常高外，还具有一些其它的优点。一是采用硫和锂作为生产原材料，生产成本相对较低；二是锂硫电池对环境友好，且回收利用的能耗较小。典型的锂硫电池一般采用单质硫（s₈）作为正极，金属锂片作为负极，它的反应机理不同于锂离子电池的离子脱嵌机理，而是电化学机理。锂硫电池放电曲线具有三个阶段。在第一放电阶段，由s₈被还原为li₂s₈；在第二放电阶段（2.4-2.1v），s₈^2-被还原成聚硫离子sn^2-（8＞n≥4），而聚硫离子易溶于有机电解液，主要发生液相反应，因此电极反应速率较快。第一和第二放电阶段因反应过程时间短，一般在锂硫电池的放电曲线上难以区分开。而在第三个放电阶段形成长放电平台，电位为2.1v，固相产物li₂s₂和li₂s开始产生及相互转化，主要为固相反应，因此电极动力学过程较慢。硫电极的还原反应相当复杂，如图中所示存在着一系列的电化学反应。随着放电程度（12.5%、25%，50%、100%）的不同，反应的生成物依次为li₂s₈、li₂s₄、li₂s₂和li₂s。

虽然锂硫电池具有高容量、高比能量等优点，但是目前其存在着活性物质利用率低、循环寿命低和安全性差等问题，这严重制约着锂硫电池的发展。造成上述问题的主要原因有以下几个方面：（1）单质硫是电子和离子绝缘体，室温电导率低（5#215;10-30s#183;cm^-1），由于没有离子态的硫存在，因而作为正极材料活化困难；（2）在电极反应过程中产生的高聚态多硫化锂li₂sn（8＞n≥4）易溶于电解液中，在正负极之间形成浓度差，在浓度梯度的作用下迁移到负极，高聚态多硫化锂被金属锂还原成低聚态多硫化锂。随着以上反应的进行，低聚态多硫化锂在负极聚集，最终在两电极之间形成浓度差，又迁移到正极被氧化成高聚态多硫化锂。这种现象被称为飞梭效应，降低了硫活性物质的利用率。同时不溶性的li₂s和li₂s₂沉积在锂负极表面，更进一步恶化了锂硫电池的性能；（3）反应最终产物li₂s同样是电子绝缘体，会沉积在硫电极上，而锂离子在固态硫化锂中迁移速度慢，使电化学反应动力学速度变慢；（4）硫和最终产物li₂s的密度不同，当硫被锂化后体积膨胀大约79%，易导致li₂s的粉化，引起锂硫电池的安全问题。上述不足制约着锂硫电池的发展，这也是目前锂硫电池研究需要解决的重点问题。

克服锂硫电池容量衰减的问题基本上从以下3个方面着手：(1)添加一种或多种电子导体与硫复合达到提高导电性的目的；(2)抑制多硫化物过多的溶解，主要通过设计导电相的结构使其具有吸附多硫化物的能力，或者改进电池的电解液体系；(3)锂负极的保护。锂硫电池硫正极的改性硫正极的改性主要包括硫与导电材料的复合、纳米金属氧化物对硫单质的包覆等，以达到提高硫正极导电率、抑制多硫化物溶解的目的。

2. 参考文献

[1] tarascon j m, armand m. issues and challenges facing rechargeable lithium batteries [j]. nature, 2001, 414(6861): 359-367.

[2] goodenough, b j, kim, et al. challenges for rechargeable li batteries#8224; [j]. chemistry of materials, 2010, 22(3): 587-603.

3. 毕业设计（论文）进程安排