1.6锂硫电池的优点与缺点

1.6.1锂硫电池的优点

优点：锂硫电池具备生产成本低，能量密度高等优势，除此之外其在使用后具有低毒性，且回收利用的能耗较小。

1.6.2锂硫电池的缺点

缺点：锂硫电池的循环利用次数比较低是他的主要缺点，由于硫化聚合物稳定性比较差，所以目前市面上使用的锂硫电池的循环利用次数要远远低于普通的磷酸铁锂电池，这个缺点造成了锂硫电池使用成本较大的原因。

1.7碳硫复合正极将单质硫分散在导电碳材料中，形成硫/碳复合材料应用于锂硫电池的正极，

是近年来锂硫电池正极材料中热门研究方向之一。

1.7.1碳球材料

根据不同期刊记载，碳球材料制备出来的复合材料所对应的硫/碳复合物正极在0.1C下具有较高的首次放电比容量，且在上百圈循环后拥有很高的容量保持率，性能十分优异。XU等[20]以苯胺和吡咯为单体、TritonX-100为模板聚合得到苯胺和吡咯共聚的空心聚合物球，然后通过进一步碳化得到具有超高比表面积、大小一致、多孔结构碳壁的中空碳球。该碳球和单质硫热处理得到硫/碳复合物并作为锂硫电池的正极材料，表现出良好的循环性能，经过500圈1C电流密度的长循环测试，比容量仍能保持在629mA·h/g。JUNG等利用超声喷雾热解的方法制备了富含多级孔结构的碳球材料[22]。合成的碳球中，微孔均匀地分布在介孔和大孔周围[23]。作者认为在对应的硫碳复合物中，S主要分散在介孔和大孔中，而小孔则作为聚硫离子扩散的壁垒，从而抑制聚硫化锂的溶解扩散，提高了活性物质的利用率[24]。所得硫正极在2.4C的电流密度下循环500圈仍保持539mA·h/g的比容量[26]。CHEN等利用多组分共组装的方法制备了具有多层碳壁的中空介孔碳球材料[27]。该碳球可拥有高达86%（质量分数）的硫载量，对应的硫/碳复合物正极在0.1C下具有1350mA·h/g的首次放电比容量，且在200圈循环后拥有高达92%的容量保持率，性能十分优异[28]。其它课题组也通过不同的方法合成了具有多孔结构的碳球材料，并作为硫正极的导电母体也表现出电池性能的明显提升。

碳管材料具有一维的方向性，根据文献查阅后显示一维碳管所制备出来的复合材料最后对应的电极可达到与碳球材料近似的性能，和较高的比容量，并且保持率也较高。

由于，碳纤维具有1928m2/g的比表面积和2.41cm3/g的孔容，其中可以容纳更多的硫，并且可以使硫更加均匀地分散在碳表面，因此，这样制备出来的复合材料对应的硫正极具有很好的电化学性能[19]。HE等[23]利用分步浇筑的方法，制备得到了一种具有高度有序六方介孔的纳米碳纤维材料。该碳纤维具有1928m2/g的比表面积和2.41cm3/g的孔容，可以容纳更多的硫，且使硫更加均匀地分散在碳表面，对应的硫正极具有很好的电化学性能。WANG[30]等通过一步法原位生成了多壁纳米碳管包覆硫的硫/碳复合物结构。该结构具有双锥体形状的硫核心，表面包覆由多壁纳米碳管构成的网络结构壳层，并且具有约35%（体积分数）的缓冲空隙[33]。碳管网络结构为材料提供优异的导电性，碳管网状结构的柔软和韧性的结合可以使得腾出来的空间有地方将硫的体积变化得以缓冲，最终能够实现正极拥有良好的电化学性能。

1.7.3二维片层碳材料二维石墨类材料与碳管类似