锂硫电池具有比能量高、成本低、环境友好等优点,在为高性能移动电子设备供能和缓解环境问题方面有着广阔的前景。但是锂硫电池在实际应用中面临着一些障碍,其中包括寿命短、硫利用率低等问题,当硫的负载量增加到2 mg cm^-2以上时,这些问题变得更加突出,严重影响了锂硫电池的性能。层状结构过渡金属硫族化合物（TMDs）,具有可调控的带隙、晶相以及独特的电化学特性,在能量存储与转换器件中得到了广泛的应用。本文探究了TMDs在锂硫电池中的应用,利用MoSe₂修饰的碳布（CC）作为隔层（正极与隔膜之间）以及高载硫电池的载硫材料,研究了MoSe₂对锂硫电池性能的影响。具体研究内容及结果如下:1.通过水热法用MoSe₂对CC中的碳纤维修饰从而得到MoSe₂/CC,并将其作为正极与隔膜之间的隔层从而改进电池结构。CC具有优良的导电性和物理阻挡功能,MoSe₂的引入使得CC具有极性。MoSe₂/CC在正极与隔膜之间可以阻挡硫元素向负极扩散,限制硫元素的损失;极性的MoSe₂增强了CC对多硫化物的吸附作用,从而更有效地吸附溶解的多硫化物,使其重新参与到充放电的氧化还原反应中;MoSe₂可以促进多硫化锂的转化。所以MoSe₂/CC作为隔层可以显著提高锂硫电池的性能。我们研究了两种晶相MoSe₂与CC的复合物（1T-MoSe₂/CC与2H-MoSe₂/CC）在锂硫电池中的作用。结果发现1T-MoSe₂/CC对于电池性能的提升效果最好,1T-MoSe₂/CC作为隔层的电池在0.2 C下放电比容量达到了1504 mA h g^-1,2 C下放电比容量为1053 mA h g^-1,4 C下放电比容量为881 mA h g^-1,4 C下循环2000圈之后其比容量仍然能保持在601 mA h g^-1,平均每圈容量损失为0.017%。2.用两片1T-MoSe₂/CC和含有活性物质硫与导电剂乙炔黑（AB）的浆料实现了三明治结构,该结构可以作为高载硫锂硫电池的正极。三明治结构正极可以减少硫元素的损失,缓冲硫的体积变化,有效地吸附多硫化物,并促进多硫化物的转化。三明治结构正极可以提高硫的利用率,从而提高锂硫电池的性能。利用该结构成功制备了载硫量为3 mg cm^-2和4.5 mg cm^-2的高载硫正极。在载硫量为3 mg cm^-2的情况下,三明治结构正极在0.2 C下放电比容量达1132 mA h g^-1,2 C下放电比容量为748 mA h g^-1,在1 C下循环400圈后平均每圈容量损失为0.059%。三明治结构正极在载硫量为4.5 mg cm^-2的情况下,实现了4.5 mA h cm^-2的单位面积容量。