随着当今社会的发展和科技的不断进步,能源消耗和环境问题日益突出,新型可再生能源的开发和利用迫在眉睫。20世纪90年代,索尼公司研发出锂离子电池,在诸多电子设备如手机、笔记本电报、电动汽车、大规模智能电网中实现广泛应用,现今,锂离子电池已成为人们生活不可或缺的一部分。传统的锂离子电池负极材料以石墨为主,此类材料的电池比容量约为372mAhg-1,随着科学家的不断探索研究,其能量密度已接近理论极限,不能满足市场日益增长的需求。多孔碳材料具有较高的比表面积、较大的孔容、良好导电性和优异的机械性能,作为锂离子电池负极使用,不仅具有超过常规石墨的比容量,而且具有很好的循环稳定性。同时,以单质硫、金属锂作为正、负极的锂硫电池吸引越来越多的关注,锂硫电池具有高达2600 Wh kg-1的理论比能量以及1675 mAh g-1的理论比容量,单质硫毒性低、储量大、价格低廉,但单质硫作为锂硫电池的活性物质时,是电子绝缘体,且在充放电过程中会发生多硫化物“穿梭效应”和体积变化,这些会导致电极结构坍塌等问题。而多孔碳材料因其孔隙结构和优良的导电性,作为硫的载体使用,可有效缓解多硫化物的穿梭和单质硫的绝缘性问题。因此,本文以多孔碳为研究对象,以提升锂电池负极、锂硫电池正极的容量、倍率性能及延长循环寿命为目的,制备出了具有优秀性能的多孔碳材料,具体研究内容如下:(1)利用非传统碳源卤素高分子聚偏二氯乙烯(PVDC),在室温下与KOH发生脱卤反应,可以得到高质量的碳纳米材料,其中KOH起到了脱卤剂、造孔剂的双重的作用,脱去官能团后的碳源具有较高的反应活性,在掺杂剂硫脲存在的情况下,可在材料表面有效引入N、S掺杂原子,增加碳材料的晶面间距,将得到的高质量的多级孔碳纳米材料(CHPC)进行SEM、Raman、BET、XRD、XPS等表征,并作为锂离子电池的负极材料,测试电池的电化学性能,在0.1Ag-1的电流密度下,首圈比容量达到1351.21mAhg-1,远高于传统石墨的比容量,循环100圈后比容量可保持在948.92 mAhg-1。(2)因合成的N、S双掺的多孔碳纳米材料(CHPC)含有丰富的微孔结构及较大的比表面积(742.01m2g-1),其多孔结构与良好的导电性可有效缓解单质硫导电性差和“穿梭效应”问题,且N、S元素也可以增强碳材料对多硫化物的化学吸附,故将其(CHPC)作为单质硫的载体,采用熔融扩散法制备出碳硫复合材料(CHPC@S),对复合材料进行TGA表征,并将其用作锂硫电池的正极,测试电池的电化学性能,在0.1C的电流密度下,首圈比容量达到1227.45mAhg-1,循环100圈后比容量保持在844.15mAhg-1。