锂硫电池具有高放电比容量,硫资源廉价丰富,环境友好等优点,有望替代传统锂离子电池成为新一代高能量密度的储能电池。但锂硫电池也面临一些亟待解决的难题,例如硫和其放电产物的低导电性:放电中间产物易溶解在电解液中并在正负极间来回穿梭造成活性物质的损失和负极锂的钝化;由于硫和其放电产物的线膨胀系数的差异导致在充放电过程中电极的体积发生严重的膨胀从而破坏电极材料的完整性。因此,距离锂硫电池的大规模商业应用还需要进行大量的研究工作。本文通过简单的冷冻干燥和低温还原制备了豆荚状的高性能石墨烯/硫复合电极材料。通过扫描电镜（SEM）,能谱分析（EDS）,X射线衍射（XRD）,差热分析（TG）等测试手段对该复合材料的形貌,元素分布,结构,硫含量等进行了表征和分析。并通过与金属锂组装纽扣电池对该复合材料的电化学性能进行了研究。通过扫描电镜发现硫颗粒被石墨烯片层包裹形成豆荚状的复合物。在该复合材料中,石墨烯作为碳包覆层,有效改善了硫电极的导电性。豆荚状包覆层不仅限制了多硫化合物向电解液的溶出而抑制穿梭效应,同时缓解了在充放电过程中活性材料的体积变化而保证了材料结构的稳定性。基于以上结构优点,该复合电极材料表现出了良好的电化学性能。在0.05C下,能够得到1538 mAh g的放电比容量。在2C循环100圈之后,仍能够获得674 mAh g的放电比容量。
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