【摘 要】
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锂硫电池（LSBs）具有较高的理论容量和能量密度,在下一代储能器件中占有重要地位。但是LSBs存在的一些问题（如穿梭效应、S的体积变化等）严重阻碍了它的商用化进程。因此,我们分别以柚子皮和ZIF-67为前驱体制备出两种碳材料并应用在LSBs中。一方面,这两种碳材料都具有很高的比表面积,在作为S的宿主材料时不但可以负载大量的S,还可以通过发达的孔隙结构将多硫化锂（Li PS）固定住。另一方面,它们可
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锂硫电池（LSBs）具有较高的理论容量和能量密度,在下一代储能器件中占有重要地位。但是LSBs存在的一些问题（如穿梭效应、S的体积变化等）严重阻碍了它的商用化进程。因此,我们分别以柚子皮和ZIF-67为前驱体制备出两种碳材料并应用在LSBs中。一方面,这两种碳材料都具有很高的比表面积,在作为S的宿主材料时不但可以负载大量的S,还可以通过发达的孔隙结构将多硫化锂（Li PS）固定住。另一方面,它们可以利用异质原子提供的大量活性位点通过化学吸附的方式锚定Li PS。（1）将废弃的柚子皮作为碳源,经过高温碱性活化后制备了一种氮氧掺杂的多孔活性碳材料（PACM）。PACM的高比表面积(2326.4 m~2g-1)不但可以令其负载自身重量9倍的S,而且还可以有效地缓冲S发生的体积变化。其内部掺杂的N、O元素可以提供的丰富的极性位点,从而增强碳材料对Li PS的锚定能力。因此,所制备的含S量为90%的S@PACM9复合正极在1 C电流下可以提供662.2 m Ah g-1的高初始放电比容量,而且在300圈中的容量衰减率仅为0.068%。（2）利用尿素和ZIF-67为原料,通过分步碳化得到了氮氧钴掺杂多孔碳（NOCo ZIF）。与未掺杂制备的多孔碳（CZIF）相比,NOCo ZIF含有更多的N元素,可以提供更多的极性位点,进而增强宿主材料对Li PS的吸附能力,提高S的利用率。因此,以NOCo ZIF为S宿主材料的LSBs表现出了优异的电化学性能。S@NOCo ZIF复合正极在0.1 C电流下活化3圈后,在2 C电流下可以提供780.0 m Ah·g-1的高初始放电比容量,循环500圈后的容量保持率为78.65%,圈均容量衰减率仅为0.043%。
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