以能量密度高、性能优良和价格低廉的单质硫作为正极材料的锂硫二次电池,近年来得到了广泛关注。但由于单质硫的绝缘特性,以及其放电过程中多硫化物的高溶解性等因素阻碍了锂硫二次电池体系的发展。采用碳硫复合的方法能够有效改善单质硫作为电池正极材料的性能。特别是,碳材料的高比表面积有利于单质硫的充分分散,可改善硫电极的导电性。同时,利用碳材料极强的吸附性,可有效抑制硫电极放电产物的溶解,从而提高硫活性物质的利用率和改善硫电极的循环性能。　　 本文采用两步热处理的方法,成功地将单质硫嵌入到碳材料的孔结构中,制备出超导碳黑/硫复合材料。通过X-Ray衍射、扫描电镜和氮气吸附等手段对复合材料的结构进行了表征,采用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学测试手段研究不同硫含量时复合材料的电化学性能变化。研究结果显示,当硫含量为57、wt％时,复合材料表现出良好的电化学性能。特别是,在160mA/g放电电流密度下,该复合材料经过50周循环后的放电容量仍保持为464 mAh/g,有效地改善了硫电极的循环性能。　　 为了研究不同碳材料孔结构对复合材料电化学性能的影响,本文又以聚丙烯腈为基体,选择不同的金属盐作为扩孔剂,通过高温裂解碳化,制备得到了具有高比表面积和介孔/微孔共存的多孔碳材料。研究结果表明,以CH3COONa作为扩孔剂制备得到的碳材料具有比表面积高和孔体积大的特征,且材料的微孔体积接近总体积的一半。当以该多孔碳材料与单质硫复合后,复合材料具有良好的电化学性能。在40mA/g放电电流密度下,该复合材料在循环50周后的放电容量维持在451 mAh/g,并且在循环过程中容量衰减较慢。研究同时显示,碳材料比表面积较高和微孔比例较大时,其与硫复合后制备的复合材料具有更加优良的电化学性能。因此,碳材料中丰富的微孔结构和高比表面积有利于硫的有效负载,并可抑制多硫化物溶解于有机电解液中,从而可明显提高硫电极的反应活性和稳定硫电极的电化学循环性能。