含羥基磷灰石納米線復合夾層的高性能鋰硫電池

李 銳，孫曉剛，鄒婧怡，何 強

（南昌大學機電工程學院,南昌 330031）

社會和科技的發展造成石油等不可再生資源的大量消耗，使資源枯竭和環境污染問題日趨嚴重，因此人們對綠色能源的需求日益增加［1，2］，其中鋰硫電池的開發和應用受到了研究者的廣泛關注［3，4］.目前市場上主要的鋰電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）和錳酸鋰（LiMn2O4）等［5］，但是這些材料價格昂貴，能量密度不高，不能滿足人們對綠色能源的需求.S作為世界上最豐富的元素之一，價格低廉且環保，同時鋰硫電池的理論比容量高達1675 mA·h/g［6，7］，符合當代對綠色能源的要求.盡管鋰硫電池有許多優點，但穿梭效應及S的絕緣性等缺陷阻礙了其大規模應用［8，9］.

科研人員探索了許多方法來克服這些問題.Li等［10］利用可再生生物質制備了生物炭并將其應用于鋰硫電池中，發現生物炭的多孔結構不但可以吸附多硫化物，而且還提高了鋰硫電池的放電比容量和循環性能.雖然利用生物炭抑制穿梭效應的方法簡單、環保，但是對提高載體性能的作用并不穩定.Li等［11］發現以氟化鋰（LiF）作為隔膜的涂層能有效提高鋰硫電池的電化學性能，且工藝簡單、電池性能穩定，同時LiF與電解質相互作用形成的黏性溶膠層可以阻礙多硫化物的遷移［12］；表明對鋰硫電池的隔膜或者夾層進行改性來抑制穿梭效應的方法可行有效的.

本文通過水熱合成法制備了羥基磷灰石納米線（HN），將其與多壁碳納米管（MWCNTs）導電紙（CNT夾層）復合設計了一種新型……