社会发展对新能源的需求日益增长，锂离子电池作为绿色储能设备的一种，因为使用条件广泛，已经被成功运用在了各个方面。目前锂离子电池常用的正极材料受限于自身的理论比容量，不能够满足人们对高能量密度电池的需求，于是寻求新的高理论比容量的正极材料成为了锂离子电池研究的主要任务。 硫因为来源广，比容量高（1675 mA h g-1），被认为是最有潜力的正极材料。但是锂硫电池在实际应用的过程中面临着三大难题：导电性差、可溶性多硫化锂引起的穿梭效应、电极材料体积变化大造成电极材料结构上的破碎。为解决这些问题，本篇论文创新的合成了两种不同结构的MnO2/C/S 电极材料：p-CNT@Void@MnO2/S 和MnO2@C/S，通过过渡金属氧化物与导电碳材料之间的协同作用，进一步提升了硫正极的电学性能。具体研究内容主要分为以下两个部分： （1）p-CNT@Void@MnO2/S电极材料的设计合成以及电化学应用。利用 KMnO4的强氧化性制备得到多孔碳纳米管（p-CNT）并以p-CNT为模板合成了p-CNT@Void@MnO2/S复合材料。 p-CNT@Void@MnO2/S 电极在电化学测试中获得了优异的倍率性能，充放电循环测试中也获得了高库伦效率以及好的循环稳定性。在大电流1 C（1 C=1675 mA h g-1）下进行的循环稳定性测试中，电极首圈获得599.1 mA h g-1的比容量，循环100圈后仍有526.1 mA h g-1的可逆比容量，相应的容量保留率为87.8%，优于相同条件下合成的MnO2/S 电极的电化学性能。经过研究讨论可以得出，p-CNT@Void@MnO2/S 优 异的电 化 学 性 能是受 益 于 p-CNT@Void@MnO2的结构优势：内层p-CNT提升导电能力，并阻碍S/Li2S 团聚，外层 MnO2层提供对多硫化锂的化学吸附以及 Li+传输通道。该结构为锂硫电池正极材料的结构设计提供了新的思路。 （2）MnO2@C/S电极材料的设计合成以及电化学应用。MnO2@C双层壳空心球结构通过模板法，以KMnO4为Mn源，盐酸多巴胺作为碳源，经过碳化、刻蚀形成。通过熔硫-扩散的方法将MnO2@C与硫单质复合形成锂硫电池正极材料MnO2@C/S。 MnO2@C/S电极表现出优异的倍率特性，并且在1 C和2 C（1 C=1675 mA h g-1）大电流下具有良好的循环稳定性。MnO2@C/S电极在1 C和2 C下初始可分别获得593 mA h g-1、476.7 mA h g-1的比容量，循环100圈后的容量保留率分别为97%和90%，而且在整个循环过程中库伦效率接近100%。MnO2@C/S电极通过MnO2和C的双层壳结构，利用MnO2壳的化学吸附、C壳的物理限制，共同抑制多硫化锂在电解液中的溶解，防止活性材料的流失；同时利用最外层导电碳壳提升了整个电极材料的导电性，获得了出色的电化学性能。该设计有望为大电流工作锂硫电极提供解决方案。
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