中文摘要：

发展高比能锂电池的关键在于提高正极材料的比能量。通过硫硫键的断裂与键合进行放能、储能的硫化物是比能量最高的一类正极材料。为提高材料的导电性,解决放电产物的部分溶解导致极片坍塌等问题，在"主链导电、侧链储能"总体思路下，设计并探索了一种理论比能量最高的新型正极材料多硫化碳炔，该聚合物以线形连结的碳原子为主链，可以发生氧化还原的多硫链为侧链，既在绝缘的多硫链中引入了电子通道，提高材料的导电性，又将储能的硫硫键连接在线形碳链上，放电时骨架不发生降解，以提高循环性。本项目将深入研究多硫化碳炔的制备、表征、电化学性能及与之相匹配的电解液体系中的科学问题，探索该物质与锂组成的电池体系中锂枝晶的生长规律，为大幅度提高二次锂电池的比能量开辟道路。

结论摘要：

本课题首次采用先制备碳炔后与硫共热的方式制备了新型正极材料多硫化碳炔，并对其电化学性能进行了研究，结论如下(1)300度和350度下制备的产物(BCCS300，BCCS350)具备主链导电、侧链储能的结构特征。(2) BCCS350在碳酸酯类电解液中的首次放电容量为800mAh/g，60次循环容量保持率为65%，库仑效率接近100%，具有良好的循环稳定性，验证了主链导电、侧链储能的材料设计思路。首次研究了电解液对放电产物的溶解程度及材料本身的导电性对材料循环性能的影响规律。 (3)对比在含硫与不含硫电解液中金属锂的性能可知，在含硫电解液中，锂表面易生成离子传导性更好的较稳定的钝化层，因此锂的循环效率较高，界面阻抗较小。(4)用合成的多硫化碳炔为正极活性物质，组装了063048型液态电解质软包装锂-硫二次电池。首放比能量达到300Wh/kg，循环50次后的容量保持为60%左右。电池具有较好的低温性能和很好的安全性。本课题还首次制备并研究了多硫代聚苯胺和多硫代苯的电化学性能。