随着经济的发展，科学水平的提高，人类也对生活提出了更高的要求，其中一方面表现在对能源的需求上。而伴随着经济发展带来的，还有化石燃料的枯竭，可开发能源的日益减少，伴随而来的资源短缺和环境污染问题，逐渐成为引发人类社会忧思的两大命题（1，2）。据相关统计，“储量最多的化石能源”煤炭也仅供开采200余年，而天然气也仅能坚持60余年：在21世纪引起了严重的能源危机；在环境污染方面，雾霾已深深地影响了人们的生活与身体健康，可见环境污染问题在人们的生活中已处于何等重要的地位。由此可见，在当前环境下，对新型能源如太阳能、风能、海洋能等的发展非常迫切。而为了达到将这些能源更好地利用在日常生活中的目的，永远离不开一个高效，安全，清洁，低成本的电化学储能系统（3）。

锂离子电池作为一项成功投入使用的电化学储能系统，正广泛地应用于生活中的方方面面，大到电动汽车电源，小到手机、数码相机电源，无一不在体现着锂离子电池的优点：方便清洁，能量密度高，无自放电效应等。纵使如此，在目前的市场上，电动汽车的续航里程也难以迈过500 km的大关，这对于电动汽车今后是否能取代燃油汽车提出了巨大的疑问。在常用的锂离子电池正极材料中，钴酸锂(LiC00₂)理论比容量为274 mAh g^-1（4），锰酸锂(LiMn₂0₄)理论比容量为148 mAh g^-1（5），磷酸铁锂(LiFeP0₄)理论比容量为170 mAh g^-1（6）其中最常见的以LiMn₂0₄和LiFeP0₄为代表的锂离子动力电池的能量密度只能达到 130Whkg^-1，如果想要达到目前燃油汽车续航里程的要求，将大大提高电池重量，影响了整车重量，而这又与电动汽车节能的优点相悖。

在这一情况下，锂硫电池开始进入研究者的视线，成为研究热点。相比于现有的锂离子电池，锂硫电池的优势十分明显。锂硫电池以硫作为正极活性物质，其理论比容量为1675mAhg^-1，理论能量密度可高达2500Whkg^-1（1，7，8），远远高于锂离子电池中常用的钴酸锂、锰酸锂等材料。而且，硫在地球上非常富集，储量丰富，这相应地也降低了锂硫电池的成本（8，9）。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

基于锂硫电池的应用前景及缺点，我们设计了一种具有氮、磷双掺杂的极微孔碳材料（小于0.7 nm的微孔贡献了孔体积的51％）：

1、这种极微孔碳材料不仅具有极好的导电性，较大的比表面积和微孔结构可以增强电子、锂离子的传输以及电解液与活性物质充分的接触。

2、孔径尺寸小于0.7 nm的微孔孔径由于毛细管效应而具有物理吸附效应。

3、N、P双掺杂可以增强极微孔碳材料的化学极性，提高材料的化学吸附，减少穿梭效应。

4、较大的孔体积既可以担载更多的活性物质硫也可以抑制整个充放电过程的体积膨胀效应。