在过程装备与控制工程的要求中对化工工艺基础的掌握非常重视,因为任何化工工艺的好坏都将直接或间接的影响生产结果的优劣。近年来,我国能源结构侧改革不断推进,环保新能源逐步取代石油能源供给成为市场的生力军。像电动汽车、人工智能机器人、无线网络通讯基站等新兴产品走向舞台,而这些产品能够健康运行依靠的动力装置就是新能源技术中的一种---锂离子电池。经过研究者们对电池工艺的不断优化探索发现,在锂离子电池中锂硫电池的理论比容量和能量密度都远远大于传统的锂离子电池。所以,为了降低环境的污染、提高电池的比容量和循环稳定性能,获得更迅速的电能转化,实现其轻便化和成本的缩减。本文以累托石为研究对象,运用热处理碳化工艺、等浸渍催化工艺、自清洁包覆工艺制备了碳硫复合材料应用于锂硫电池的正极。实验中利用XRD、BET、SEM、TG等多种方法研究了碳硫复合材料的表面形貌和结构组成,研究探讨了其导电性、吸附性和活性物质利用率的原因。结合电化学测试,研究了该碳硫复合材料在电池充放电过程中的电化学性能影响;利用控制变量法,优化了不同工艺影响的最佳条件。本文的主要内容和实验结果如下:(1)以酸洗累托石为研究对象,选取蔗糖的热处理碳化工艺对酸洗累托石进行包覆,对碳包覆的碳量、碳化温度、碳化时间分别作梯度考察。通过表面形貌和组织结构的现象,研究了不同工艺条件下覆碳的厚薄度、均匀性和完整性效果。并利用电化学测试数据分析,不同工艺条件变化对材料电化学性能的影响。结果表明:在覆碳过程中,工艺条件优化为碳源同累托石质量比例为3:1,650℃下焙烧3h时的样品,覆碳完整,载硫样品表面均匀无堆积现象;从电化学性能来说,该条件下样品在倍率性能、循环性能、循环伏安性能、交流阻抗四个方面均是最好的,在0.1C倍率条件下循环充放电中初始放电比容量为722.7mAh/g,200圈后放电比容量为361.0mAh/g;这从空间调控角度来说是因为材料内部的电子和离子的空间传导增强的结果。(2)以酸洗累托石为研究对象,选取过渡金属硫化物的等量浸渍催化工艺对酸洗累托石进行浸渍,并加以覆碳处理,对硫化物的种类、比例分别作梯度考察。通过表面形貌、组织结构及等时吸附的现象,研究了不同工艺条件下硫化物负载的紧致性、分散性和充分性效果。并利用电化学测试数据分析,不同工艺条件变化对材料电化学性能的影响。结果表明:采用覆碳的最佳工艺优化条件,在累托石的表面负载一层金属硫化物时,该过程工艺条件优化为负载硫化钴后碳包覆效果最好的,对多硫化锂的吸附作用最强,覆碳完整,载硫均匀。在0.1C倍率条件下0.004M/g硫化钴负载复合材料的初始稳定放电比容量为834.8mAh/g,200次充放电循环后仍保持373.4mAh/g的放电比容量。这从空间调控角度来说是因为材料内部的物质对空间锚定作用增强的结果。(3)以负载硫化钴覆碳累托石为研究对象,选取氟化铝的自清洁包覆工艺对研究对象进行整体包覆,对氟化铝的比例、硫含量分别作梯度考察。通过表面形貌和组织结构的现象,研究了不同工艺条件下氟化铝包覆的厚薄度、均匀性和完整性效果。结果表明:当包覆工艺优化为0.003M/g比例氟化铝、60%硫含量时,氟化铝对研究对象的包覆最完全,硫达到极致容纳量。在0.1C倍率条件下的复合材料初始稳定比容量达到1228.2mAh/g,循环200圈后放电比容量为461.0mAh/g,整个循环过程中的库伦效率维持在95%以上。这从空间调控角度来说是因为材料内部的物质对空间利用效率增强的结果。