鋰硫電池因具有高理論能量密度 (2600 Wh/kg，且單質硫價格低廉、環境友好的優點，受到了廣泛關注。目前主要問題包括提高活性物質硫的利用率并改善循環穩定性等。

針對上述問題，于明鵬博士與其合作者在制備N-摻雜石墨烯基礎上，采用熔融-擴散的方法獲得碳-硫復合材料，并進一步通過原子層沉積 (ALD)對碳硫體系界面進行調控。獲得的N-摻雜石墨烯具有高吡啶、吡咯氮含量、大比表面積以及豐富的孔結構等優點，大幅提高了石墨烯材料的表面化學活性。碳-硫復合材料可以通過碳材料物理吸附和N-摻雜的化學吸附對充放電過程中產生的多硫離子進行有效束縛，ALD改性則可進一步起到原位吸附和屏蔽作用，從而有效抑制充放電過程中的“穿梭效應”，最終得到優異的電化學性能。作者還通過理論計算對氧化物與多硫離子的結合能力進行了深入研究。

該項目得到科技部和北京科技大學的資助。

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