锂硫电池由于比容量高、比能量大、环境友好,成为一种新型储能电源深受各界研究人员的关注。然而,多硫化物的穿梭效应、硫的低电导率以及锂枝晶和硫体积膨胀等问题,限制了其商业化生产。因此,解决这些问题成为锂硫电池研究的重点。普遍认为,提高硫电极性能最有效的方法是将硫负载到基体材料表面构成复合电极材料,在抑制穿梭效应和硫体积膨胀的同时,提高硫电极的电导率。而基体材料性能的好坏,将直接决定硫复合电极材料性能的优劣。本文得到了一种TiO₂/TiC复合基体材料并通过其结构的改变分析其用于锂硫电池中的性能。首先,利用溶胶-凝胶法,在500°C煅烧下制备出一种TiO₂/TiC复合基体材料。物理表征结果表明,该材料表面无明显团聚,孔隙分布较为均匀,孔径大小适宜。通过对其进行不同比例的硫负载后,制成复合电极材料,用于锂硫电池中。通过电化学测试发现,当硫载量为55%时,电池在0.1C电流密度下(1C=1675 mAh·g^-1),比容量可达1028.25mAh·g^-1,0.2C倍率循环500次后容量保持率在49.36%。其次,通过改变不同的合成温度,分析具有不同结构TiO₂/TiC复合基体材料载硫后的电化学性能。研究发现当烧结温度为600°C时,TiO₂/TiC复合材料表面TiO₂具有更适宜的结晶度和混乱度,可有效提高锂硫电池硫电极的比容量、倍率性能和循环稳定性。硫负载率为55%的复合电极材料,在0.1C电流密度下,放电比容量可达1283.67 mAh·g^-1。0.2C倍率下经500次循环后,容量保持率仍接近50%。而当温度升至700°C时,TiO₂/TiC复合基体材料的导电性能和孔道发生改变,此时材料具有较低的电子传导和离子扩散速度,电化学性能显著下降。最后,为提高基体电导率,以柠檬酸为碳源,在氩气气氛高温烧结条件下,制得一种碳包覆TiO₂/TiC复合基体材料。对其硫负载并进行扫描电镜,X射线衍射,循环伏安,交流阻抗测试等发现,所制备的碳包覆TiO₂/TiC/S复合电极材料具有更好的载硫效果和较优异的电极可逆性。通过对不同烧结温度和时间的比较可以发现,当900°C下烧结6h后,所得碳包覆TiO₂/TiC/S复合电极材料用于锂硫电池中,0.1C充放电倍率下,比容量可达1285.69 mAh·g^-1。500次充放电循环后,0.2C倍率下的容量保持率为39.96%。综上所述,TiO₂/TiC复合材料作为载硫基体用于锂硫电池中,可显著提高电池的比容量和循环寿命。