3D S@ PGC復合物形貌和元素分布：(a-c)為在不同放大倍數(shù)下的SEM圖片，(d-f)為TEM圖片及對應形貌中C和S的分布。
作為鋰離子電池的正極材料，硫的高理論容量(1675 mAh g?1)引起了人們的極大關注。但是，硫具有不導電、中間產(chǎn)物聚硫鋰溶于電解質、體積膨脹嚴重等缺點，這些問題使得鋰硫電池的大規(guī)模應用面臨諸多挑戰(zhàn)，包括安全性、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性等。
為了克服這些問題，中國科學院理化技術研究所功能高分子材料研究中心發(fā)展了一種在三維多孔碳(3D PGC)結構中原位制備并負載硫的新方法，硫在保持納米分散的前提下，負載量達到90%，創(chuàng)造了硫的最高負載量紀錄，電極初始比容量高達1382 mAh g-1；硫的原位負載還形成碳硫鍵，顯著提高了電極材料的充放電循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)過1000次循環(huán)后，平均每次循環(huán)的容量衰減僅為0.039%，達到了當前的最高循環(huán)穩(wěn)定性。因此，這一材料在提高硫的負載及利用效率的同時，還提高了電極材料3D S@PGC的充放電循環(huán)穩(wěn)定性，[email protected]?。
相關研究結果發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上(Nature Communications 2016, 7, 10601)。隨后，國際著名碳材料學家Rodney Ruoff教授和中國科學技術大學教授季恒星在《物理化學學報》雜志上撰寫亮點文章(Acta Phys. Chim. Sin. 2016, 32, 797)，對以上研究成果的創(chuàng)新性進行了評價。該研究工作得到中國科學院“百人計劃”和國家自然科學基金的大力支持。
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