【摘 要】
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锂硫电池硫正极具有比容量高，价廉易得，环境友好等优点，然而，受限于硫及其放电产物硫化锂的绝缘性，以及充放电过程中形成的一系列多硫化锂中间产物易溶于电解液等特性，仍存在硫正极活性物质利用率低，循环性能差等缺点.高的导电性和多样性，碳材料作为锂硫电池正极材料硫载体而得到了广泛研究，我们设计了不同结构的介/微孔碳载体来负载硫，并研究了其在锂硫电池中的电化学行为和性能.(1)通过微孔碳载体(0.5nm)的
【机 构】
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中国科学院化学研究所,北京,100190
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锂硫电池硫正极具有比容量高，价廉易得，环境友好等优点，然而，受限于硫及其放电产物硫化锂的绝缘性，以及充放电过程中形成的一系列多硫化锂中间产物易溶于电解液等特性，仍存在硫正极活性物质利用率低，循环性能差等缺点.高的导电性和多样性，碳材料作为锂硫电池正极材料硫载体而得到了广泛研究，我们设计了不同结构的介/微孔碳载体来负载硫，并研究了其在锂硫电池中的电化学行为和性能.(1)通过微孔碳载体(0.5nm)的纳米孔道限域作用，合成了非常规链状硫分子/碳复合正极材料(图1)，放电过程中可避免形成可溶性的多硫化物，抑制了硫的溶出[1].(2)用水热法和KOH活化技术，得到了具有微介孔结构的碳载体(图2)，获得了硫碳纳米复合正极材料，其表现出较高的比容量，突出的倍率性能，在1C下有800圈的长循环寿命[2].(3)通过模板法合成具有中空结构的分级介/微孔碳载体(图3)，以微孔来装载硫，介孔来提高锂离子的传导速率，得到了长寿命高倍率的锂硫电池[3].(4)合成硼元素掺杂的介孔碳载体(图4).硼元素的掺杂不仅对多硫离子有较强的吸附作用，而且还增强硫碳之间的相互作用力[4].通过对不同介/微孔结构对比发现，介孔结构能提高硫的装载量和锂离子的传导速率，而微孔结构和杂原子掺杂能有效的抑制多硫离子的溶出，提高锂硫电池的电化学性能.因此设计合成不同结构的介微孔碳材料，对研发高倍率，高循环性能的锂硫电池具有重要的指导意义.
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