【摘 要】
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锂硫电池（Li-S）作为下一代储能器件,是目前备受瞩目的电池,具有低成本,环保,节省资源和硫的自然丰富等特性。锂硫电池不但具有高的理论能量密度,同时硫具有超高的理论容量,远远高于传统的锂离子电池,目前已有许多工作致力于解决在电池循环过程中造成不良影响的“穿梭效应”,以减少硫的损失并提高电池的循环稳定性。本工作通过溶胶-凝胶策略成功地制备了氮、银修饰并具有多孔纳米结构的炭气凝胶,所制备的材料呈现了三
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锂硫电池（Li-S）作为下一代储能器件,是目前备受瞩目的电池,具有低成本,环保,节省资源和硫的自然丰富等特性。锂硫电池不但具有高的理论能量密度,同时硫具有超高的理论容量,远远高于传统的锂离子电池,目前已有许多工作致力于解决在电池循环过程中造成不良影响的“穿梭效应”,以减少硫的损失并提高电池的循环稳定性。本工作通过溶胶-凝胶策略成功地制备了氮、银修饰并具有多孔纳米结构的炭气凝胶,所制备的材料呈现了三维球形结构。通过使用四核银金属有机结和的聚乙二醇改性炭气凝胶,改性后的炭气凝胶内部呈现了更多的纳米通道,可以显著限制了炭气凝胶中硫的损失,有效抑制穿梭效应,呈现了优良的电化学性能。优良的电化学性能主要得益于互连的纳米通道网络结构、和通道中存在的过渡金属硫化物（Ag2S）和氮的协同效应。特别地,PEG-Ag-CA材料在0.2 C的放电倍率下,其首次循环就提供1313.6 m Ah g-1的放电容量,并且在100次充放电循环后仍然保持了1143.8 m Ah g-1的高比容量。同时通过将已经制备好的有机金属框架ZIF-8作为模板,对炭气凝胶进行调控和结构修饰,而氧化物（Zn O）的引入会有效的抑制穿梭效应,使电池呈现良好的循环性能。尤其是制备的6ZIF-8@CA/S材料呈现了更小的碳球尺寸,为硫提供了一个更优异的储硫空间,使其分布均匀并更有效的去参与反应,同时利用内部的氧化锌较强的键合相互作用去有效地捕获多硫化物,从而使充电和放电过程反应更趋向于可逆反应,使得6ZIF-8@CA/S电极具有更优异的循环性能稳定性。同时通过密度泛函理论（DFT）进行的理论计算进一步证实了所制备的材料与多硫化锂之间的较强的相互吸收作用,充分支撑电池展现了优良的电化学性能的作用机制。
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