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锂硫电池因其高理论比容量，正极活性物质硫价格低廉，环境友好等优势而备受关注。由于锂硫电池多电子反应过程的复杂性，尽管研究者在过去的十年中进行了一系列开创性研究工作，锂硫电池仍被一些固有的问题所困扰，如活性物质硫极差的电子传导性及其充放电循环中的体积膨胀，醚类电解液中多硫化物中间体的高溶解性所引发的穿梭反应等无不限制着它的商业化进程。
本论文针对锂硫电池系统中多硫化物自由迁移所引发的活性物质流失，容量快速衰减等问题，以氮化碳为出发点，通过掺杂改性、复合等方式设计制备了系列对多硫化物具有强吸附性能的纳米材料修饰电池隔膜。旨在通过物理和化学双重作用抑制穿梭效应的发生以提高电池的电化学性能。主要内容如下：
(1)采用气态模板法一步制备了具有不同硼掺杂量的g-C3N4纳米片(BCN),研究了其对锂硫电池的性能影响。硼掺杂不仅可以改变g-C3N4电子结构提升其电导率，同时，BCN中所形成的N-B键和高的N-C键可提升其对多硫化物的亲和性，有效地抑制了多硫化物的穿梭。结果表明硼含量为3.5at%的g-C3N4纳米片改性隔膜层所组装的锂硫电池表现出最佳的性能，0.5C电流密度下显示出1197.0mAhg-1的高放电比容量，500次循环后在1C电流密度下平均循环容量衰减率为0.09%。
(2)利用双氰胺作为制备g-C3N4的前驱体，氧化石墨作为导电基底，在550℃惰性气氛下热解制备g-C3N4和还原氧化石墨烯复合物(CNG)。探究了不同处理温度对CNG中g-C3N4后续掺杂的影响，两步法制备了一种二维B-g-C3N4和rGO复合材料(BCNG)，将其直接抽滤作为锂硫电池隔膜改性层进行电化学性能测试。在400℃条件下制备的BCNG400修饰层对应锂硫电池表现出最佳的倍率和容量性能，在3C电流密度下表现出737.7mAhg-1放电比容量，0.5C电流密度下循环250圈后仍具有810.0mAhg-1比容量。
(3)利用一步溶剂热反应制备的N掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)作为协同吸附导电载体负载硼掺杂氮化碳纳米点，制备了一种硼掺杂氮化碳纳米点/氮掺杂还原氧化石墨烯复合物(BCND/N-rGO)。将其直接修饰于隔膜侧并组装锂硫电池进行电化学测试，BCND/N-rGO修饰隔膜组装的电池表现出较好的循环稳定性，0.5C电流密度下循环200圈后仍具有858.3mAhg-1比容量。
本论文针对锂硫电池系统中多硫化物自由迁移所引发的活性物质流失，容量快速衰减等问题，以氮化碳为出发点，通过掺杂改性、复合等方式设计制备了系列对多硫化物具有强吸附性能的纳米材料修饰电池隔膜。旨在通过物理和化学双重作用抑制穿梭效应的发生以提高电池的电化学性能。主要内容如下：
(1)采用气态模板法一步制备了具有不同硼掺杂量的g-C3N4纳米片(BCN),研究了其对锂硫电池的性能影响。硼掺杂不仅可以改变g-C3N4电子结构提升其电导率，同时，BCN中所形成的N-B键和高的N-C键可提升其对多硫化物的亲和性，有效地抑制了多硫化物的穿梭。结果表明硼含量为3.5at%的g-C3N4纳米片改性隔膜层所组装的锂硫电池表现出最佳的性能，0.5C电流密度下显示出1197.0mAhg-1的高放电比容量，500次循环后在1C电流密度下平均循环容量衰减率为0.09%。
(2)利用双氰胺作为制备g-C3N4的前驱体，氧化石墨作为导电基底，在550℃惰性气氛下热解制备g-C3N4和还原氧化石墨烯复合物(CNG)。探究了不同处理温度对CNG中g-C3N4后续掺杂的影响，两步法制备了一种二维B-g-C3N4和rGO复合材料(BCNG)，将其直接抽滤作为锂硫电池隔膜改性层进行电化学性能测试。在400℃条件下制备的BCNG400修饰层对应锂硫电池表现出最佳的倍率和容量性能，在3C电流密度下表现出737.7mAhg-1放电比容量，0.5C电流密度下循环250圈后仍具有810.0mAhg-1比容量。
(3)利用一步溶剂热反应制备的N掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)作为协同吸附导电载体负载硼掺杂氮化碳纳米点，制备了一种硼掺杂氮化碳纳米点/氮掺杂还原氧化石墨烯复合物(BCND/N-rGO)。将其直接修饰于隔膜侧并组装锂硫电池进行电化学测试，BCND/N-rGO修饰隔膜组装的电池表现出较好的循环稳定性，0.5C电流密度下循环200圈后仍具有858.3mAhg-1比容量。