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锂硫电池正极硫碳复合材料的制备与性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
锂硫电池作为一种新型高能量、低成本的二次电池系统，具有很大的应用前景。然而，锂硫电池在运行过程中存在一些问题，比如容量衰减，极化现象、安全性能不佳等。其中，正极材料是锂硫电池性能优化的关键。
目前，石墨、硅材料等已经被广泛应用于锂离子电池的正极材料中。然而，这些材料的容量密度都较低，无法满足未来高能量、高寿命锂离子电池的需求。相比之下，硫材料作为一种高比容量正极材料，具有很大的应用潜力。但是，硫材料也存在着一些问题，比如与锂离子反应过程中析出多相硫化物、溶解、扩散等过程，会导致容量衰减、安全性差等问题。
因此，针对锂硫电池的正极材料改进和优化的研究具有重要意义。
二、研究目标和内容
本研究旨在制备一种新型的锂硫电池正极材料——硫碳复合材料，并研究其在锂硫电池中的性能。
具体工作内容：
1.制备硫碳复合材料：采用球磨法制备硫碳复合材料，并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜等手段进行表征。
2.硫碳复合材料的性能测试：测试硫碳复合材料的电化学性能，并与传统的硫材料进行比较。
3.硫碳复合材料在锂硫电池中的应用：将硫碳复合材料应用于锂硫电池中，测试锂硫电池的电化学性能，并进行对比分析。
三、研究方法和步骤
（1）硫碳复合材料的制备
硫碳复合材料的制备主要通过球磨法实现。具体步骤如下：
1.将硫粉和活性炭按一定比例混合，并放置在球磨瓶中；
2.添加一定量的球磨介质，将球磨瓶密封，并放入球磨机中进行高速球磨，直至得到均匀的硫碳复合材料。
（2）硫碳复合材料的表征
通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段对硫碳复合材料进行表征。
（3）硫碳复合材料的性能测试
1.制备硫碳复合材料电极：将硫碳复合材料、碳黑和聚合物粘合剂混合，并涂布在铜箔上制备电极。
2.测试硫碳复合材料电极的电化学性能：利用循环伏安法、恒流充放电测试硫碳复合材料电极的电化学性能，并分别与传统的硫电极进行对比测试。
（4）锂硫电池的制备及性能测试
将硫碳复合材料电极和锂金属负极组装成锂硫电池，测试锂硫电池的电化学性能，并与传统锂硫电池进行比较测试。
四、研究预期结果
通过本研究，预期可以得到以下结果：
1.成功制备出硫碳复合材料，并确定其组成结构以及物理化学性质。
2.分析硫碳复合材料的电化学性能，并与传统的硫电极进行对比分析。
3.研究硫碳复合材料在锂硫电池中的应用，确定其在锂硫电池中的优势和不足。