DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.158445

锂硫（Li-S）电池因其高容量密度、低成本等优点，引起了人们对下一代电池的极大兴趣。然而，硫的电导率低以及充放电循环中产生的严重“穿梭效应”和巨大的体积膨胀等缺点极大地限制了其实际应用。在这项工作中，研究者报告了通过对含硫元素的PAN/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米纤维进行热处理合成了多孔硫化聚丙烯腈（PAN/S）纳米纤维，从而在复合材料中形成48wt％的共价结合硫。纳米纤维独特的多孔结构可增强离子和电子的扩散动力学，从而提高硫的反应性和电导率。结果表明，多孔PAN/S正极在0.2C下循环100次后可提供1144 mA h g-1的高可逆容量，在2C下经过500次循环后可提供794 mA h g-1的可逆放电容量以及优异的倍率性能。

图1.电纺PAN/PMMA纳米纤维（a），无孔PAN/S纳米纤维（b）和多孔PAN/S纳米纤维（c，d）的SEM图像。

图2.（a）多孔PAN/S纳米纤维的TEM图像，（b，c，d）多孔PAN/S纳米纤维的EDS映射；（c）C元素和（d）S元素。

图3.（a）多孔PAN/S纳米纤维（c-PAN/S）的XRD图，（b）多孔PAN/S纳米纤维的拉曼光谱，（c，d）C和S元素的XPS。

图4.（a）多孔PAN/S纳米纤维正极在0.1 mV s-1的扫描速率下的循环伏安曲线。（b）多孔PAN/S纳米纤维正极在0.2C下循环的恒电流放电/充电电压曲线；（c）与纯S和无孔PAN/S正极相比，多孔PAN/S纳米纤维正极在0.2C下的循环性能；（d）多孔PAN/S纳米纤维正极在0.1C-3C电流密度下的倍率性能；（e）与无孔PAN/S正极相比，多孔PAN/S纳米纤维正极在2C下的循环性能。

图5.与（b）无孔PAN/S纳米纤维作为正极材料相比，（a）多孔PAN/S纳米纤维的结构优势示意图。