创新实验 真知出于实践

——记许昌学院“觅硫寻钴”超级锂电暑期社会实践团队

2019年7月9日上午10时，许昌学院新材料与能源学院“觅硫寻钴”超级锂电暑期社会实践团队于A4-307实验室进行制备锂电池的正极材料。该操作的主要步骤是用硫脲和氯化钴反应。反应结束后取出反应产物COS。得到产物后进一步进行制备锂电池的正极材料。

硫在作为锂电池正极主要材料是具有很多特性。单质硫因具有很高的理论能量密度、丰富的自然资源和无毒性等多种优势，成为下一代锂电池中替代LiCoO_2的首选正极材料之一。可是目前报道的Li/S电池面临着一系列严重的问题，包括活性物质利用率低，循环性能差等。 本论文设计并制备了纳米级颗粒的导电聚合物/硫以及活性炭/硫两类复合材料作为锂电池正极用电化学活性物质。 在一定温度下，单质硫与有机聚合物发生反应，使有机聚合物脱氢硫化并形成导电聚合物/硫复合材料，所采用的有机聚合物包括PVC、PE、PAN、PP等多种常见的塑料。通过XPS、XRD、FTIR、Raman、NMR、SEM、BSE、TEM、BET、元素分析等多种表征手段，测试了复合材料的结构与成分，并推测了单质硫催化聚合物脱氢硫化反应的机理。将上述复合材料制备成正极，结合凝胶电解质组装成锂电池，研究了复合材料的比容量、循环性能、充放电可逆性、自放电等多种电化学性能。 研究发现采用具有不同侧链的有机聚合物作为前驱体，脱氢硫化的机理有很大的差别，并影响得到的复合材料的结构，这直接决定了它们作为锂电池正极材料的电化学性能。

投稿人：子衿

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