普鲁士蓝(PB)及其类似物(PBAs)材料,因其独特的金属框架结构、具有微观结构可控、环境友好、价格低廉及电化学性能稳定性好等一系列特点而被广泛关注。此外,通过高温煅烧得到的多金属氧化物(TMOs)可完整的继承前驱体的形貌结构,在用于电化学储能时多组分金属氧化物之间展现出良好的协同效应。因此,多组分金属氧化物为电化学储能研究打开了新的大门。锂硫电池拥有高的理论容量(1675 m Ah g~(-1))和理论能量密度(2600 Wh kg~(-1)),在过去的几年里被广泛研究,被认为是未来代替锂离子电池的最具潜质的储能装置。但是锂硫电池存在硫正极programmed stimulation导电性差,充放电过程中硫的体积膨胀较大,中间产物多硫化物易溶于电解液并透过隔膜导致穿梭效应,并与负极锂发生反应导致金属锂不断损失,使得锂硫电池的循环性能大打折扣,这严重阻碍了锂硫电池的商业化进程。为了进一步推进锂硫电池的商业化,研究者们利用多孔炭材料或者金属氧化物来Compound 3半抑制浓度做为硫正极载体,多孔炭材料可以提高正极材料的导电性、并通过物理吸附来缓解多硫化物的穿梭效应,但穿梭效应并未从根本上得到解决,而金属氧化物通过强的极性吸附能力和对硫化锂的反应具备较好的催化性能。基于此,本研究思路将金属氧化物与多孔炭材料相结合,做为锂硫电池的正极载硫体,不仅可以提高电子与离子的传输动力学,极性材料还可吸附多硫化物、加速多硫化物的转化,从而有效提高锂硫电池的综合性能。论文的具体研究思路和实验内容如下:本文第一部分和第二部分研究内容主要是首先通过共沉淀法制备不同金属盐的普鲁士蓝类似物前驱体,包括锰基(Mn-PBA)和钴基(Co-PBA),通过热处理得到TMOs,随后利用水热合成法对TMOs进行碳包覆处理得到TMOs@C材料,与熔融硫复合得到硫正极TMOs@C@S,探究了不同TMOs@C@S用于锂硫电池的电化学性能。结果表明TMOs@C@S电极材料具有良好的电化学性能:在0.1 C的电流密度下,Mn O_2-Mn Fe O_3@C@S的初始放电比容量达到1187.6 m Ah g~(-1),300圈后仍有47.9%的容量保持率,每圈容量衰减率为0.17%;Co_3O_4-Co Fe_2O_4@C@S在0.1 C电流密度下达到1101.1m Ah g~(-1),300圈后仍有46.7%容量保持率,每圈容量衰减率为0.18%),这得益于碳材料的导电性能以及金属氧化物的化学吸附-催化作用的协同效应,有效地促进了多硫化物的转化反应,促进电荷的转移效率,提高了材料的电化学性能。第三部分通过静电纺丝与热处理法相结合制备TMOs与碳纳米纤维复合材料(TMOs@PCNF),再利用硫的升华作用制备TMOs@PCNF@S复合材料。受益于TMOs@PCNF@S复合材料中碳纳米纤维的物理屏障和TMOs金属氧化物的化学吸附-催化作用的协同效应,TMOs@PCNF@S电极材料表现出出色的电化学性selleck产品能:(Mn O_2-Mn Fe O_3@PCNF@S在0.1 C下的初始放电比容量为869.5 m Ah g~(-1),Co_3O_4-Co Fe_2O_4@PCNF@S在0.1 C下的初始放电比容量为518.9 m Ah g~(-1))。