随着对储能器件的迫切需求,高比能量(2800WhL-1)的锂硫电池走进人们的视野。而多硫化锂(LiPSs)的溶解及穿梭作用阻碍锂硫电池的实际化应用。因此,本文拟通过设计制备高比表面积富氮、硫牛角基多孔炭(HNS-HPC),负载二氧化锰,实现多孔炭表面改性,用于修饰锂硫电池隔膜,由于N、S原子掺杂与MnO2的协同作用,不仅增强对硫化物的吸附能力,还促进硫化物的反应动力学,缩短其停留时间,及离子的快速扩散。最终提升锂硫电池的放电容量、循环寿命及倍率性能。主要研究内容如下:首先,设计正交实验,研究炭化条件对成炭比表面积(SBET)的影响因素,最优炭SBET高达3106.49 m2 g-1,并为得到高比表面积多孔炭的制备提供了依据;利用生物质天然结构的优势,N、S等原子成功掺杂到炭结构中,原子百分比分别高达3.01%、0.58%,并且层状结构得以保留,有利于结构的稳定,形成互联互通的孔道结构,为二氧化锰的负载提供条件。其次,利用二氧化锰(MnO2)的强吸附作用、催化转化能力、好的离子扩散等优势,将MnO2负载到牛角基多孔炭上形成MnO2改性高比表面富氮硫多孔炭(MnO2@HNS-HPC)复合材料,考察反应时间对负载的影响,反应5 h MnO2分散最好,电化学性能最优;探究MnO2@HNS-HPC吸附性能、硫化物电化学过程的液-液转化、固-液转化的动力学,研究发现,复合材料不仅有强的吸附作用,还有效提升硫化物的不同相转变的反应动力学。最后,成功制备MnO2@HNS-HPC改性隔膜,具有较好的浸润性及机械强度。在1C下,其首放容量达到957.3mAhg-1,循环600圈后仍能保持在529.1 mAh g-1,每圈的衰减率为0.074%,及非常好的倍率性能。由于N、S原子掺杂与MnO2的协同作用,有效地提升硫化物反应动力学;及其物理阻隔、化学吸附有效地缓解了“穿梭效应”,最终实现电池电化学性能的提高。