1、鋰硫電池是一種以硫為正極材料，鋰為負極材料的新型鋰離子電池。鋰硫電池具有較高的理論比容量(1672 mA·h·g-1)，較高的理論能量密度(2600 W·h·kg-1)，硫儲量豐富且成本低廉等優(yōu)點。然而硫加工困難，硫負載量低，導電性差，而且硫在放電過程中生成長鏈聚硫鋰中間體，在正負極之間擴散穿梭發(fā)生自放電，造成循環(huán)性能的下降。因此，制備一種富硫、易加工、電化學性能穩(wěn)定的聚合物是提升鋰硫電池電化學性能的方法之一。本論文針對這一問題開展研究

2、，設計合成了一種富硫的超支化聚合物(SRHPs)，并將SRHPs應用于鋰硫電池正極材料中。
　　本文通過由硫單質(S8)發(fā)生開環(huán)反應分解產(chǎn)生的長鏈硫自由基與1，3-二異丙烯基苯(DIB)的硫自由基-雙鍵加成反應合成SRHPs。與僅溶于極少數(shù)溶劑的純硫相比，SRHPs因受益于自身支化的分子結構，在一些有機溶劑中呈現(xiàn)出較高的溶解度——400mg·mL-1。SRHPs具有較大的分子量，最大數(shù)均分子量為5400 g·mol-1，最大重均分

3、子量為23500 g·mol-1。還將乙烯基封端的SRHPs依次通過硫自由基-雙鍵點擊化學和Menschutkin季銨化點擊化學反應，對SRHPs的內(nèi)部結構及溶解性進行調(diào)控，獲得了水溶性的聚硫化合物。
　　結合SRHPs的高硫含量及高溶解性，將SRHPs溶解在揮發(fā)性有機溶劑中，涂覆到一種石墨烯-碳納米管協(xié)同組成的全碳氣凝膠中，制得鋰硫電池正極材料。采用循環(huán)伏安法、恒電流充放電和電化學阻抗等測試手段研究鋰硫電池的電化學性能。這種基于

4、SRHPs和全碳氣凝膠的鋰硫電池的最初比容量達到1247.6 mA·h·g-1，電池的循環(huán)壽命至少能夠達到400次，還展現(xiàn)出較理想的倍率性能以及穩(wěn)定在100％左右的庫侖效率，比以純硫作為正極材料的鋰硫電池表現(xiàn)出更優(yōu)越的電池性能，這歸結于SRHPs將硫元素通過C-S共價鍵連接的化學固定作用，成功地抑制了鋰硫電池穿梭效應。三維導電結構的全碳氣凝膠提升了電極材料的導電性，也提升了鋰硫電池的電化學性能。SRHPs兼具高溶解性、可功能化性質和優(yōu)越