作為鋰離子電池的正極材料，硫的高理論容量（1675mAhg?1）引起了人們的極大關(guān)注。但是，硫具有不導(dǎo)電、中間產(chǎn)物聚硫鋰溶于電解質(zhì)、體積膨脹嚴(yán)重等缺點，這些問題使得鋰硫電池的大規(guī)模應(yīng)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(xué)院理化技術(shù)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（3DPGC）結(jié)構(gòu)中原位制備并負(fù)載硫的新方法，硫在保持納米分散的前提下，負(fù)載量達(dá)到90%，創(chuàng)造了硫的最高負(fù)載量紀(jì)錄，電極初始比容量高達(dá)1382mAhg-1；硫的原位負(fù)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(dá)到了當(dāng)前的最高循環(huán)穩(wěn)定性。因此，這一材料在提高硫的負(fù)載及利用效率的同時，還提高了電極材料3DS@PGC的充放電循環(huán)穩(wěn)定性，為新一代鋰離子電池電極材料的設(shè)計開拓了新思路。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上（NatureCommunications2016,7,10601）。隨后，國際著名碳材料學(xué)家RodneyRuoff教授和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授季恒星在《物理化學(xué)學(xué)報》雜志上撰寫亮點文章（ActaPhys.Chim.Sin.2016,32,797），對以上研究成果的創(chuàng)新性進(jìn)行了評價。

該研究工作得到中國科學(xué)院“百人計劃”和國家自然科學(xué)基金的大力支持。