DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.158445
鋰硫（Li-S）電池因其高容量密度、低成本等優點，引起了人們對下一代電池的極大興趣。然而，硫的電導率低以及充放電循環中產生的嚴重“穿梭效應”和巨大的體積膨脹等缺點極大地限制了其實際應用。在這項工作中，研究者報告了通過對含硫元素的PAN/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）納米纖維進行熱處理合成了多孔硫化聚丙烯腈（PAN/S）納米纖維，從而在復合材料中形成48wt％的共價結合硫。納米纖維獨特的多孔結構可增強離子和電子的擴散動力學，從而提高硫的反應性和電導率。結果表明，多孔PAN/S正極在0.2C下循環100次后可提供1144 mA h g-1的高可逆容量，在2C下經過500次循環后可提供794 mA h g-1的可逆放電容量以及優異的倍率性能。
圖1.電紡PAN/PMMA納米纖維（a），無孔PAN/S納米纖維（b）和多孔PAN/S納米纖維（c，d）的SEM圖像。
圖2.（a）多孔PAN/S納米纖維的TEM圖像，（b，c，d）多孔PAN/S納米纖維的EDS映射；（c）C元素和（d）S元素。
圖3.（a）多孔PAN/S納米纖維（c-PAN/S）的XRD圖，（b）多孔PAN/S納米纖維的拉曼光譜，（c，d）C和S元素的XPS。
圖4.（a）多孔PAN/S納米纖維正極在0.1 mV s-1的掃描速率下的循環伏安曲線。（b）多孔PAN/S納米纖維正極在0.2C下循環的恒電流放電/充電電壓曲線；（c）與純S和無孔PAN/S正極相比，多孔PAN/S納米纖維正極在0.2C下的循環性能；（d）多孔PAN/S納米纖維正極在0.1C-3C電流密度下的倍率性能；（e）與無孔PAN/S正極相比，多孔PAN/S納米纖維正極在2C下的循環性能。
圖5.與（b）無孔PAN/S納米纖維作為正極材料相比，（a）多孔PAN/S納米纖維的結構優勢示意圖。
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