陈君妍， 鞠敬鸽， 邓南平， 杨 琪， 程博闻， 康卫民

(1. 天津工业大学 纺织科学与工程学院， 天津 300387； 2. 天津工业大学 分离膜与膜过程国家重点实验室， 天津 300387)

锂硫电池作为一种新型的储能电池，由于其使用硫作为正极，理论比容量高达1 675 mA·h/g，质量密度可达2 600 W·h/kg，此外，硫还具有成本低、来源广泛、无毒、环保等显著优点[1-2]，使其有望代替锂离子电池成为下一代理想的能源电池[3-4]。目前，锂硫电池的商业化应用还存在一些严重的障碍，如硫利用率低，循环时容量衰减快，库仑效率差等问题。产生这些问题的主要原因有：硫单质和不溶性终端还原产物Li2S、Li2S2的导电性能差；在充放电过程中体积的膨胀率高达80%；多硫化物的穿梭效应。为解决上述问题，开发新型的锂硫电池正极材料尤为重要。良好的孔隙结构、较高的比表面积以及优异的体积可适应性可有效提高电池的电化学性能，因此，特殊的正极结构引起了研究者广泛的关注[5]。如今常见的正极材料有硫/导电高分子聚合物[6]、硫/金属氧化物复合材料[7-8]、硫/多硫基复合材料[9]以及硫/碳复合材料[10]等。

多孔结构的杂原子掺杂碳质材料因其具有高的比表面积、可调控的孔径和优异的化学稳定性成为锂硫电池正极材料的研究热点，碳纤维中掺杂的各种杂原子(如氮[1,5,11]、氧[12]、磷[13]和硫[14-15])及多硫化物之间形成化学键，对多硫化物表现出强烈的化学吸附作用。近年来，虾壳[16]、蘑菇[17]、蛋清[18]、香蕉皮[19]、竹子[20]、羊毛[21]等天然杂原子掺杂多孔生物质衍生碳材料因其易获得性和低成本而受到人们的关注。……