王 乐，周娴娴，陈 良，李 瑜，段东红，张忠林，刘世斌

(太原理工大学 化学化工学院，太原 030024)

锂硫电池由于其较高的理论能量密度(2 600 Wh/kg)和比容量(1 675 mAh/g)被认为是下一代极具应用潜力的电能存储系统[1]，且活性物硫具有廉价、环保、丰富易得等优点，使它大规模实际应用成为可能[2]。虽然锂硫电池有很多优势，但它的商业化仍面临诸多问题[3-5]，包括实际容量与理论值相差较远，长循环稳定性与倍率性能达不到实际应用要求，特别是随着硫载量的增加，上述问题更加严重。研究表明，这些问题主要与以下几方面因素相关：活性物硫(电导率为5×10-28S/cm)与最终放电产物Li2S2/Li2S(5×10-13S/cm)的导电性差[6]；硫(密度为2.03 g/cm3)在锂化过程中(Li2S：1.67 g/cm3)发生显著的体积膨胀[7]；硫在放电过程中会生成长链多硫化物(Li2Sx，4≤x≤8)，在电解液中大量溶解，在正负极之间穿梭，造成了穿梭效应[8]。

为了克服这些缺点，人们提出了许多改善硫正极电化学性能的方法。其中应用最广泛的是采用活性炭材料作为电极导电材料和活性物硫封装材料，由于活性炭材料具有质轻、比表面积大、电导率高等优点，使硫/碳复合正极材料的电子导电性大大提高，同时通过孔隙的限域效应有效抑制了多硫化物在电解液中的溶解。不同种类的碳材料如碳纳米管[9]、碳纳米纤维[10]和石墨烯[11]等，均已被应用到锂硫电池正极，并表现出优异的电化学性能。但这些材料明显存在着制备工艺复杂、条件苛刻、成本偏高等问题。而由生物质衍生的活性炭材料具有原料广泛、环境友好、制备工艺简单、成本低等优势。……