放 电 电 压 分 别 达 到 了

1.3V 和 1.8V ； 首 次 循 环 比 容 量 达 到 了

850mAh/g，经历 50 次循环后，比容量仍可达到 600mAh/g，表现出

了良好的循环稳定性；在充满电的状态下，一个月内几乎观察不到

自放电现象。

S-PAN 材料是当时所报道的所有锂离子电池正极材料中，

容量最高、循环性能最好、价格低廉，同时也是一种非常有前途的锂

离子电池正极材料。研究人员通过各种实验进一步对

S-PAN 材料的

结构进行表征，通过

13C-NMR 检测表明，PAN 经历脱氢硫化后，

碳

-碳单键转化为双键，同时腈基消失并环化，形成共轭的环状物

［

7］

；红外、拉曼以及

X 射线光电子光谱均检测到碳-硫键的形成

［

8］

。

对

PAN 的硫化条件进行进一步优化

［

9］

，结果显示：

250

℃下硫

化后的

PAN 材料不能进行充放电；300～350

℃下硫化后的 PAN 材

料有较高的比容量，但衰减很快，循环稳定性不好；

550～800

℃下

硫化后的

PAN 材料循环稳定性很好，但比容量却较低。综合考虑比

容量和循环稳定性等电化学性质，

400～450

℃是 PAN 硫化的最佳条

件。

将

PAN 与硫单质在氩气/氮气气氛中

［

10］

于

280～300

℃加热 6h

得到的

S-PAN 正极材料，首次放电的比容量达到 807mAh/g；如果

换算成硫单质的质量，则比容量达到

1545mAh/g。这表明此过程中几

乎所有的硫单质都转化为了硫化锂

(Li

2

S)。循环 40 次后，S-PAN 比容

量仍稳定在

680mAh/g，表明硫单质的利用率在 90%，循环稳定性极

好。

在高电流密度（

2mA/m

2

）充

/放电条件下，S-PAN 材料的充放电