宋群群，刘晓晨，张 波

（天津师范大学物理与材料科学学院能源材料工程中心，天津300387）

单质硫作为锂硫电池正极材料可以进行二电子反应，其容量高，储量丰富，环境友好，是目前高能量密度二次电池领域中最具发展潜力的电池体系[1]。但锂硫电池也存在着较为严重的问题，例如充放电过程中存在的“穿梭效应”导致活性物质损失和严重的自放电问题。为了改善锂硫电池的循环稳定性，提高活性物质硫的利用率，近年来的研究重点主要集中在硫复合正极材料合成、电解液组成优化和金属锂负极的表面保护[2-3]等方面。在硫复合正极材料合成研究方面，碳材料由于具有良好的导电性、化学稳定性以及孔结构可控性等优点，被广泛用来负载硫以提高硫电极的电化学性能，石墨烯因其自身的优势而被广泛关注[4]。

为了进一步探究硫负载方式对锂硫电池正极材料性能的影响，本文采用三种负载方法将单质硫负载在石墨烯的孔道及碳层中，对比分析三种负载方法所制备的石墨烯/硫复合材料结构及电化学性能差别，为锂硫电池复合正极材料的产业化工艺路线选择提供依据。

1 材料制备与表征

1.1 硫碳复合材料的制备

以商业化石墨烯为载体，以升华硫为硫源，将硫与石墨烯以1∶1的质量比分别采用三种方法将硫负载到石墨烯载体中。第一种为一步熔融硫负载法（石墨烯/S-155），将石墨烯与单质硫放入玛瑙研钵中研磨0.5 h，然后将研磨好的混合物转移到充满氩气且两端密封的不锈钢管中155℃加热12 h。……