文 献 综 述 一、前言 21世纪以来，环境问题不断升级，传统能源石油已经逐渐退出新时期能源行业发展的舞台，化石能源将会在不久的将来逐渐枯竭。

相反，与可持续清洁能源相关的行业发展势头迅猛，如电子、信息等行业对此的需求日益增长，因此如何提高新能源的储存与使用效率则是当今世界急需解决的难题。

由于移动电子产品和新型电动汽车对能量密度、充放电能力和长期的循环稳定性等的要求逐渐提高，^([1])过去的十几年中，高性能的充电电池成为人们研究的主要对象。

金属锂是一种高比能量的电池负极材料，而硫元素具有成本较低、分布较广等优势，且锂-硫（Li-S）电池因其所具有的较高的能量密度、成本效益和优异的安全性能等优势，能够为二次电池的储存性能发挥重要作用，对人们的生活品质起到了极大的提升作用，成为极具发展前景的下一代电池。

^([2])尽管锂-硫电池具有上述的众多优点，但是我们依然不能忽略其存在的固有的劣势。

^([3])本章将通过对锂硫电池所涉及的正极材料及其改性后作为电池中的主体材料进行介绍，以对硫正极材料的性能加以改善，分析研究中存在的问题，来实现锂-硫电池高效率、高性能的目标。

二、锂-硫电池简介 2.1锂-硫电池的构造 2.1.1负极材料 元素锂的优势在于：在所有金属中，具有较小的离子半径，有利于离子在电介质中的扩散；具有最低的分子量，较轻；具有最负的标准电极电位，可实现电压的高效率输出；具有最小的电化当量。

^([4])虽然锂有着大理论容量，但是由于金属锂在充电过程中电极表面凹凸不平，导致其表面电位分布不均，在不稳定的固体电解质界面上沉积不均匀，形成锂枝状晶，导致体积膨胀，甚至会导致刺穿隔膜而形成电池短路，危害电池安全，同时多硫化物会与锂发生反应，造成穿梭效应。

^([5,6]) 因此在20世纪90年代，索尼公司 ^([4])便推出了基于锂化合物的商用锂离子电池，以锂离子的嵌入型化合物（通常是氧化物）作为正极，以片层状石墨作为电池的负极，使锂离子在正极材料中插入-脱插，在负极材料中嵌入-脱嵌，充放电过程中循环往复，这样锂离子就能够在两个主体间的电介质中来回迁移，防止不稳定因素的发生。

由此，经过了对锂的改善，锂离子作为负极材料能够提高能量密度、循环寿命以及电池的反应速率，并逐渐应用于动力汽车和电网等行业。