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经过20多年的发展,传统的脱/嵌型锂离子电池在能量密度方面,几乎已经达到了它的理论极限值,但是仍然不能满足高速发展的电子工业和新兴的电动汽车等行业的要求,寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池其理论能量密度高达2600 Wh·kg-1,且成本低廉、环境友好。有望成为替代锂离子电池的新一代二次电池。但是锂硫电池存在单质硫的绝缘性、充放电过程中体积膨胀、容量衰减等问题,这些关键问题严重阻碍了锂硫电池的实用化。围绕硫电极存在的关键问题.本论文以发展高性能硫正极为目的,制备出了具有特殊纳米结构的多孔炭材料作为硫的载体,得到炭-硫复合正极材料,改善锂硫电池的性能。主要研究内容和结果如下:1.通过简单的方法制备出具有大比表面积和丰富贯通孔道的聚合物多孔炭(PPC500)。负载硫之后得到含硫量为75 wt%的复合正极材料SPPC500,单质硫在SPPC500体系中分散均匀。但化学测试结果表明SPPC500正极具有良好的倍率性能和循环稳定性。在0.2C倍率下,首次放电比容量高达1397.3 mAhg-1,达到理论容量的83.4%。在0.5C下循环超过1000圈,平均衰减率为0.074%。2.采用简单地聚合反应的方法制备了氮原子杂化的聚合物多孔炭(NPPC),随后通过熔融扩散的方法得到复合材料SNPPC。合适的氮含量(4.06 wt%)能够有效地改善载体材料的导电性,同时氮原子的存在可以增强聚合物多孔炭表面对聚硫离子的吸附作用,从而有效抑制多硫化的溶解扩散。含硫量为72 wt%的SNPPC,在0.5C下循环超过600圈,每圈平均衰减率仅为0.06%;倍率测试表明,即使在2C倍率下,放电比容量仍然保持有547.9 mAh·g-1,当返回到0.1C时,放电比容量回到732.0mAh·g-1。这表明SNPPC具有良好的循环性能和倍率性能。