中文摘要：

锂硫电池具有突出的高比能和低成本的优点，有望成为新一代高能电池体系，但循环性能差是制约其应用的主要障碍。基于三维结构石墨烯的高导电、大比表面积和多孔特性，提出以三维石墨烯为骨架的复合电极材料设计思路，通过增强电极材料导电性和稳定性，提高电池性能。具体研究包括:[1]化学气相法制备三维结构石墨烯,通过生长模板的选择,控制三维石墨烯的孔隙结构和比表面积；[2]通过三维结构的石墨烯/硫复合材料设计，以三维石墨烯作为硫正极材料的导电骨架和储藏载体，增强硫的导电性和稳定性，从而提高电池的循环性能；[3]研究三维石墨烯结构对孔容量的影响，探讨复合材料孔隙参数与电化学性能间的关系，优化三维石墨烯及其复合材料的结构设计，制备高含硫量且性能优异的复合材料；[4]探索p型金属掺杂、聚合物包覆等方法对增强石墨烯与硫间吸附、抑制硫溶解的作用，进一步提高电池的循环稳定性。