作为锂离子电池的正极材料，硫的高理论容量（1675mAhg?1）引起了人们的极大关注。但是，硫具有不导电、中间产物聚硫锂溶于电解质、体积膨胀严重等缺点，这些问题使得锂硫电池的大规模应用面临诸多挑战，包括安全性、倍率性能和循环稳定性等。
为了克服这些问题，中科院理化所功能高分子材料研究中心发展了一种在三维多孔碳（3DPGC）结构中原位制备并负载硫的新方法，硫在保持纳米分散的前题下，负载量达到90%，创造了硫的最高负载量纪录，电极初始比容量高达1382mAhg-1；硫的原位负载还形成碳硫键，显著地提高了电极材料的充放电循环稳定性，经过1000次循环后，平均每次循环的容量衰减仅为0.039%，达到了当前的最高循环稳定性。因此，这一材料在提高硫的负载及利用效率的同时，还提高了电极材料3DS@PGC的充放电循环稳定性，为新一代锂离子电池电极材料的设计开拓了新思路。
相关研究结果发表在国际顶级期刊《自然通讯》上（NatureCommunications2016,7,10601）。随后，国际著名碳材料学家RodneyRuoff教授和中科大季恒星教授在《物理化学学报》杂志上撰写亮点文章（ActaPhys.Chim.Sin.2016,32,797），对以上研究成果的创新性进行了评价。
本研究工作得到中国科学院“百人计划”和国家自然科学基金的大力支持。
