内容简介

本书介绍了电化学储能专业的研究进展，内容涵盖了锂硫电池的原理、研究进展及一些表征或测试方法，同时还讲述了锂硫电池正极方面的研究，包括多种硫宿主材料和新型电极结构。从材料结构或电极结构的设计思想、制备方法、电化学性能及固硫机理方面介绍，包括碳基材料固硫、有机碳硫聚合物固硫、硫化锂改性及新型电极结构设计与构筑。最后对锂硫电池硫正极的研究进展进行总结和展望。该书选材新，内容注重科学性、先进性和适用性。本书可作为电化学储能专业及相关专业教学用书，也可供从事电化学工作的科学技术人员阅读参考。

前言概述

锂硫（Li-S）电池由于具有较高的理论比容量和比能量，且硫具有储量丰富、价格低廉和对环境友好等优点，而被认为是极具潜力的下一代储能体系。然而，由于其循环性能差、库伦效率低和活性材料利用率低等诸多问题，锂硫电池商业化应用一直难以实现。其中，硫正极存在的主要挑战为：（1）活性材料S及其放电产物Li2S的导电性差；（2）充放电循环过程中产生的多硫化锂易溶于有机电解液，导致“穿梭效应”；（3）充放电循环过程中体积膨胀。为了解决锂硫电池硫正极存在的问题，作者从设计和制备新型材料及构建新型电极结构出发，一方面旨在从源头上将硫物种固定在硫正极侧，设计和开发了多种硫宿主材料，包括碳纳米管（CNT）聚合物复合材料、不同还原程度的氧化石墨烯、双掺杂空心碳、双掺杂碳纳纤维无定形碳材料及有机碳硫聚合物；另一方面旨在将溶解的硫物种吸附再利用，设计和开发了新型双集流体硫正极电极结构，包括在正极通过刮涂的方法构筑碳纤维聚合物上集流体和通过静电纺丝的方法构筑纤维层上集流体，并系统研究了材料结构特性和硫正极电极构型对锂硫电池电化学性能的影响。
作者作为电化学储能领域科技研究人员，为了能给即将从事储能领域的同行以更多的借鉴，因此本书介绍锂硫电池正极方面的研究进展。为此，作者在阅读大量的文献以及与众多经验丰富的研究人员进行充分交流的基础上，结合自己在硫正极方面的研究，经过系统整理著成本书。本书按照材料结构和电极结构的设计思想、制备方法、电化学性能及固硫机理，介绍了多种硫宿主材料和新型电极结构。同时，对锂硫电池硫正极的研究进展进行总结和展望。感谢冶金工业出版社的编辑以及其他有关人士对本书的出版给予的支持和帮助。最后感谢王红叶女士在本书的编写和校对过程中所做的工作。
由于作者水平所限，书中错漏之处，恳请批评指正。

作者介绍

张义永：男，昆明理工大学讲师，博士，从事电化学和电化学储能以及锂硫电池正极的研究，具备一定的电化学理论知识积累，尤其专注对锂硫电池的存在的问题及研究进展研究颇深。发表多篇论文、会议论文和专利

目录

1 绪论
1．1 引言
1．2 锂离子电池
1．3 锂硫电池
1．3．1 锂硫电池的发展历程
1．3．2 锂硫电池的构型及反应机理
1．3．3 锂硫电池的应用
1．3．4 锂硫电池的挑战
1．4 锂硫电池正极改性研究
1．4．1 彬碳复合材料
1．4．2 彬聚合物复合材料
1．4．3 其他复合材料
1．4．4 有机硫化物正极
1．4．5 硫化锂作为正极材料
1．4．6 硫正极结构设计及改性
1．5 锂硫电池隔膜
1．5．1 改善功能化隔膜的多硫化锂吸附能
1．5．2 赋予功能化隔膜催化／促进功能
1．5．3 具有静电排斥效应的功能化隔膜
1．5．4 具有空间阻挡作用的功能化隔膜
1．5．5 多功能新型隔膜的构建”
1．5．6 隔膜功能化协同保护锂负极策略
1．6 锂硫电池电解质
1．6．1 液相电解质
1．6．2 凝胶聚合物／固态电解质
1．7 锂负极的研究进展
1．7．1 无机材料
1．7．2 有机聚合物
1．7．3 无机一有机复合材料
1．8 本书内容

2 制备技术和表征方法及其原理
2．1 材料制备技术方法
2．1．1 喷雾干燥技术
2．1．2 静电纺丝技术
2．2 材料表征方法及原理
2．2．1 扫描电子显微（SEM）技术及电子能谱
2．2．2 透射电子显微镜（TEM）技术
2．2．3 x射线光电子能谱分析（XPS）
2．2．4 x射线衍射分析（XRD）
2．2．5 元素分析
2．2．6 热重分析（TG）
2．2．7 氮气等温吸脱附分析
2．2．8 拉曼光谱分析（Raman spectrum）
2．2．9 红外光谱分析（IR）
2．2．10 紫外可见光谱分析（UV-vis）
2．3 电池组装及电化学性能测试
2．3．1 电极制备
2．3．2 电池组装及拆解
2．3．3 电池充放电性能测试
2．3．4 循环伏安测试（CV）
2．3．5 电化学交流阻抗测试（EIS）
2．3．6 恒电流间歇滴定法（GITT）

...