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锂硫电池由于硫正极具有极高的理论比容量(1675 mAh·g-1)和能量密度(2600Wh·kg-1),被视为下一代高能量密度二次电池的代表和发展方向。但是硫正极导电率低、聚硫离子“飞梭效应”和硫正极循环过程体积膨胀等问题导致其实际电化学性能较差,阻碍了锂硫电池的实际应用。本论文从改善硫正极电化学性能和电池实用化角度出发,分别选择了蔗糖和柠檬酸钠两种价格低廉、原料丰富的前驱体作为碳源制备了三维多孔碳材料,应用于锂硫电池正极,研究了三维多孔碳/硫正极的电化学性能。研究主要结果及结论如下:以蔗糖为碳源,以SiO2为模板、FeCl3为造孔剂,制备了三维多孔蜂窝碳材料PCCF并应用于硫正极。研究了SiO2模板、FeCl3造孔剂对三维多孔碳的结构和硫碳正极电化学性能的影响。研究发现,SiO2微球模板促使三维蜂窝状结构的形成,FeCl3主要促进微孔的形成,两者的协同作用促使富含微孔、介孔和大孔的分级多孔三维碳结构的形成。将PCCF应用于硫正极,首次放电比容量为1108.5 mAh·g-1,100次循环后仍有917.2 mAh·g-1,容量衰减率为17%;硫面密度6.4 mg cm-2时,首次放电比容量为1162.3 mAh·g-1,且能保持较为稳定的循环性能。以柠檬酸钠为前驱体,以三聚氰胺为N源,制备了N掺杂三维多孔碳材料,研究了三聚氰胺添加量和烧结温度对N掺杂三维多孔碳的结构以及硫碳正极电化学性能的影响。研究结果表明,三聚氰胺通过影响中间产物Na2CO3的生成影响最终产物的结构和形貌,适宜的三聚氰胺添加量有利于形成高比表面积、分级孔结构的N掺杂三维多孔碳结构;碳化温度对氮掺杂三维多孔碳材料的孔结构、N含量具有显著的影响,随着碳化温度的提高,N含量减少,比表面积和孔体积提高。烧结温度为800℃时,N掺杂三维多孔碳材料的比表面积高达2224.04 m2·g-1,N含量为4.67%;当硫面密度为4.5 mg·cm-2时,0.1 C循环50次比容量保持为916.5mAh·g-1。