随着社会经济的发展和能源革命进程的不断推进,人们对储能设备性能的要求也在日益提高。锂硫电池因其具有理论比容量高(1675 m Ah·g-1)、能量密度大(2600 Wh·kg-1)、环境友好、硫储量丰富且廉价易得等优点,近年来受到了广泛关注。但是,由于单质硫导电性能不好,以及硫的体积膨胀和多硫化物的“穿梭效应”等问题限制了锂硫电池的大规模商业化应用。研究发现,多孔碳材料丰富的孔隙结构可以提供储硫空间并缓解硫的体积膨胀,还可以作为离子迁移的通道,碳骨架的优良导电性便于电子转移,多孔碳与硫复合可以有效缓解以上问题。但是,目前多孔碳的制备存在过程较为复杂,成本较高等问题,低成本高性能多孔碳材料的制备成为锂硫电池领域的重要研究方向。生物质具有来源广泛、价格低廉等优点,以生物质为原料制备的多孔碳具有孔隙结构丰富、比表面积大、电导率高等优点,可以满足锂硫电池对碳正极性能的要求。基于以上,本文选取农业废弃物榛子壳为碳源,以KOH和磷酸为活化剂,将榛子壳制备成多孔碳材料并用作锂硫电池硫正极载体,探究了所制备材料的电化学性能。以榛子壳为原料,以KOH为活化剂,制备出榛子壳基多孔碳,通过对多孔碳的微观形貌、孔隙结构、电化学性能等进行分析测试,考察活化温度和KOH用量对榛子壳基多孔碳结构和性能的影响。结果表明,活化温度较低或者活化剂用量不足会导致活化不充分,孔容与比表面积均较小;活化温度较高或者活化剂用量过大时会使得材料活化过度,导致孔隙结构坍塌,材料粉碎严重;得到适宜的榛子壳基多孔碳制备条件为:活化温度800℃,KOH用量3:1。在该条件下制备得到的榛子壳基多孔碳KPC-800的比表面积达2139.672 m~2·g-1,孔容为1.254cm~3·g-1,材料孔隙发达,结构完整;以KPC-800为硫载体制备的正极材料S@KPC-800具有较好的电化学性能,以0.2 C进行循环充放电测试时,初始放电比容量为804.1 m Ah·g-1,循环200个周期后的比容量保持为528.5 m Ah·g-1,容量保留率为65.7%。以磷酸为活化剂对榛子壳进行了活化,通过控制活化温度与磷酸用量制备了不同结构与性能的多孔碳。研究发现,随着活化温度的升高,多孔碳的比表面积呈增大趋势,当活化温度由400℃升高至500℃时,多孔碳的比表面积增大不明显,磷酸用量过高或者过低,都不利于多孔碳孔隙结构的生长。通过对材料的表征与分析得到磷酸活化法制备榛子壳基多孔碳的适宜条件为:磷酸与榛子壳粉末质量比为3:1,活化温度为400℃。在该条件下制备得到的多孔碳HPC-3的性能较优,其比表面积为1507.268 m~2·g-1、总孔容为1.029 cm~3·g-1、平均孔径为2.730nm,在0.2 C下进行循环充放电测试,S@HPC-3的初始比容量达1029.8 m Ah·g-1,经200个周期循环后,其比容量保持在580.2 m Ah·g-1,容量保持率为56.3%。