锂硫电池作为一种新型的锂电池,具有高的理论比容量和能量密度,价格低兼且对环境友好,有着广泛的应用前景。然而,该电池在充放电过程中存在以下问题:(1)单质硫和放电产物多硫化物不导电,导致电池内部阻抗增加,从而降低电池的能量效率;(2)多硫化物在电解液中溶解而产生穿梭效应,导致电池容量的极大损失;(3)硫正极体积变化大,使正极材料结构发生塌陷,引起严重的安全问题;(4)锂负极的枝晶反应,导致电化学性能急速下降。TiO2多孔材料具有高的比表面积和强的化学吸附性能,可以对多硫化物进行物理化学吸附,抑制其在电解液中的溶解。因此,通过TiO2对硫包覆处理是改性锂硫电池正极材料的有效途径之一。为此,本课题分别以阳极氧化法和冷冻干燥法制备了多孔TiO2,在此基础上,制备了出了TiO2/S复合正极材料。利用XRD,SEM,XPS,EDS等手段对样品的微观形貌和相组成进行表征,并将样品组装成纽扣电池测试其电化学性能。本文的研究结果如下:(1)用TiO2纳米管与S复合制备正极材料并研究其电化学性能。本文通过阳极氧化法制备出两端通透的TiO2纳米管并在不同气氛下对其热处理,之后将TiO2与S 复合制备正极材料,测定其电化学性能。结果表明:在200 mA/g电流密度下,真空处理的TiO2与S的复合正极材料首次放电比容量为648 mAh/g,循环50次后容量为491 mAh/g,其保持率为75.8%;与H2处理相比,真空处理的TiO2与S的复合电极的电化学性能更好。(2)用TiO2多孔陶瓷与S复合制备正极材料并研究其电化学性能。采用冷冻干燥法制备TiO2多孔陶瓷,随后与硫复合得到TiO2/S 复合正极材料。结果表明:当小粒径(23 nm)与大粒径(300 nm)质量比为6:4时,0.1 C倍率下复合正极材料首次放电比容量964 mAh/g,循环50次后容量为628 mAh/g,其容量保持率为65.2%,具有最好的循环性能。