相对于目前的锂离子电池,锂硫电池高的能量密度和比容量引起了各界关注。理论上锂硫电池的能量密度大约是2600 Wh/kg,理论比容量可以达到1672m Ah/g。硫广泛共存于自然中,属于环保无污染型材料,极具开发前景。本论文主要通过设计和制备出多孔碳/硫(PC/S)复合正极材料,以此研究提升锂硫电池的电化学性能。主体研究分两部分如下:(1)以废弃生物质材料藕节(NRR)为碳源,氢氧化钾(KOH)为活化剂,通过在高温环境下,碳化活化的方法制备了比表面积为2615 m2/g,孔体积为1.50cm3/g的多孔碳。多孔碳/硫复合材料制备锂硫电池正极材料应用于锂硫电池,具有较好的电化学性能。在0.5 C和1 C的充放电倍率下,首圈比容量分别达到965m Ah/g和921 m Ah/g,循环200次后可逆容量分别为551 m Ah/g和522 m Ah/g。除此之外本文还深度研究通过改变多孔碳温度、碱碳比条件来探索锂硫电池的最佳循环性能的实验。(2)在已经制备的多孔碳/硫复合材料下,首次将生物物质多孔碳与镍基氢氧化物复合制备正极材料作为锂-硫电池的正极,将原位生成的絮状镍基氢氧化物(NNH)包覆多孔碳硫复合物。这种絮状氢氧化物除了作为耐用的物理屏障外,还具有良好的离子渗透性和丰富的性极性/亲水基团,其中镍元素也参与催化吸附作用。本实验所制备的复合材料表现出优异的电化学性能。所制备的复合材料表现出优异的电化学性能。初始放电比容量在0.2 C下为1206 m Ah/g,在5 C的高电流密度下,仍然分别保持高达571 m Ah/g的比容量。实验结果表明,多孔碳的碳骨架和多孔结构对于改善锂硫电池性能有明显的帮助,镍基氢氧化物的包覆有助于改善锂硫电池的循环性能。简易的实验方案和高比容量的电池数据让商业化锂硫电池成为可能。