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社会经济的快速发展驱动了更多便携式的电子设备的发展,这些设备对于电池高能量的需求日益增加。以单质硫作为正极材料的锂硫电池体系具有较高的理论比容量(1675mAh/g)及比能量(2567Wh/kg),且具有成本低、环境友好等优点,被公认为时下一代最具发展潜力的高比能量二次电池体系。然而,硫以及最终产物的绝缘性,中间产物多硫化物的穿梭效应,以及硫在氧化还原反应中的体积变化(80%)等成为锂硫电池发展道路上的障碍,多孔碳纤维由于其丰富的孔结构以及能形成导电性良好的网络状结构,可作为硫单质的载体用作锂硫电池的正极材料。本文以DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为溶剂,PAN(聚丙烯腈)作为PCFs(多孔碳纤维)的前驱体,PS(聚苯乙烯)添加剂作为致孔剂,通过静电溶吹技术成功制备出PAN/PS复合纳米纤维,在经后续预氧化、碳化处理过程中PS分解造孔得到多级孔结构的多孔碳纳米纤维,并作为硫的载体制备得碳硫复合正极材料应用于锂硫电池中。通过SEM(扫描电镜)、TEM(透射电镜)、FTIR(红外技术)、BET(比表面积测试仪)、TGA(热重分析)等分析纺丝液不同PAN:PS比例对纤维形貌结构的影响,再利用循环充放电测试及交流阻抗测试分析孔结构以及电导率对不同PAN:PS比例下的电池电化学性能的影响。研究结果表明:以PS为添加剂,与PAN混合于DMF溶剂中,分别制备出不同的纺丝液,由于微相分离的原因,溶液中PS和PAN独立存在的,通过静电溶吹技术得到PAN/PS纳米纤维,经高温处理过程中PS成分分解,进而得到多孔碳纤维;随着PAN/PS的比例从5:0增加到5:5,纤维的平均直径逐渐增加,即从0.605 μm增加到1.716 μm。当继续增加PAN/PS的比例至3:5时,纤维的直径又逐渐减小,即从1.716μm减小到1.045 μm。碳化后的多孔碳纤维的比表面积呈现先减小后增大的趋势,即当PAN/PS的比例为5:1时,多孔碳纤维的比表面积最大为56.686 m2/g。另外,多孔碳纤维具有优异的导电性,电导率均在1.56×105S/m以上。电化学测试的结果表明,以多孔碳纤维/硫复合材料为锂硫电池的正极材料时,具有较高的放电比容量和优异的循环稳定性,当PAN/PS的比例为5:1时所制得的正极片具有最高初始比容量为1135.8 mAh g-1(纯PAN碳纤维/硫正极材料的初始比容量仅为483.5 mAh g-1),循环300圈后,正极材料的每圈的循环损失率仅有0.03%,因此该材料将在锂硫电池领域具有潜在的应用前景。