1. 研究目的与意义（文献综述）

锂硫电池及锂离子电池具有成本低廉，能量密度和理论能量高（其中，锂硫电池理论能量比锂电池高三到五倍）^[1-4]，环境友好^{[5, 6]}的优点，属于最具发展潜力的存储设备。但一些技术难题阻碍了其广泛应用，例如^[7-11]：（i）硫及其放电产物（Li₂S和Li₂S₂）是绝缘体;（ii）硫粒子在充放电过程中体积发生巨大变化，从而破坏阴极的结构; （ⅲ）中间产物多硫化物阴离子（Li ₂S x，2 lt;x≤8）具有高溶解度，可以在阴极和阳极之间自由迁移，导致飞梭效应。上述问题将导致锂硫电池活性材料减少，充放电效率降低，电池容量迅速衰减。

人们已经做出巨大努力来改善锂硫电池的性能，例如：（i）修饰电极材料，改进电池阴极。^[12-14]在纳米导电碳或导电聚合物支架里嵌入硫来限制多硫化锂的迁移、使用无机材料以增强多硫化锂的吸附和表面氧化还原反应、使用功能性粘合剂以增强硫电极的稳定性。（ii）改善电池隔膜性质，比如提高隔膜亲水性，增加对多硫化物的阻隔作用，从而减少硫的移动和损失，同时保证锂离子的正常运输。目前，改性电池隔膜因操作较为简单，设备要求低，成功率较高而应用广泛。修饰隔膜主要有以下几种思路：第一，使用聚烯烃隔膜，^[15-17]可以阻止硫离子迁移，保证锂离子运输，但具有在高温高压下容易发生短路，无法储存中间产物等缺点；第二，用碳纳米球，碳纳米纤维，石墨烯，乙炔黑等^[18-20]修饰聚烯烃隔膜从而捕获多硫化物，此方法具有成本低廉，导电导热稳定的优点；第三，用功能基团修饰隔膜^{[21, 22]}，但这种方法制作的隔膜如果太薄会影响S的收集，如果太厚会影响电池的能量密度；第四，用无机物来修饰隔膜，比如AI₂O₃^[23]，TiO₂^[24]，V₂O₅^[25]，Ti₃O₂等氧化物，-COOH，-OH，SO₃等，此方法有利于减小静电斥力从而抑制多硫化物的溶解。

其中，聚烯烃隔膜的改性有以下几种方法：（i）物理改性法，通过复合、混抄等工艺，将其他具有良好亲水性能的纤维或原料加入聚烯烃隔膜中，从而达到提高隔膜亲水性的目的。但是这种方法工艺复杂，技术难度高，容易破坏隔膜结构。^[26]（ii）接枝改性法，即通过各种手段在膜表面产生自由基，进一步与改性单体或功能基团反应，通过化学键将具有亲水基团的物质结合至PP分子上，使PP隔膜具有良好的亲水性。接枝改性的方法很多，主要有辐射接枝法、光引发接枝法、固相接枝共聚法、等离子接枝、熔融接枝法、溶液接枝法等^[27]。表面接枝可以通过选择不同单体对同一聚合物改性，使之具有不同功能特性，且实验成本较低，操作较为简单，不会破坏PP膜结构。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1. 了解锂电池及锂硫电池的基本工作原理；

2. 理解接枝聚合热引发的机理；

3. 研究计划与安排

第1~3周查阅文献；分析题目研究现状，学习基本理论；

第4~5周阅读文献、撰写开题报告，英文文献翻译；

第6~7周学习锂硫电池等相关知识；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] xu c, wu y, zhao x, et al. sulfur/three-dimensional graphene composite for high performance lithium–sulfur batteries [j]. journal of power sources, 2015, 275(22-5.

[2] chen l, shaw l l. recent advances in lithium–sulfur batteries [j]. journal of power sources, 2014, 267(770-83.

[3] cheon s-e, ko k-s, cho j-h, et al. rechargeable lithium sulfur battery i. structural change of sulfur cathode during discharge and charge [j]. journal of the electrochemical society, 2003, 150(6): a796-a9.