随着社会的发展和人类生活需求的提高,环境污染和能源危机已经成为阻碍人类社会发展的主要问题,开发可再生新能源迫在眉睫,因此新一代的储能技术得到了人们的广泛关注,此时具有高理论比容量和能量密度的锂硫电池成为了研究的热点,但同时硫本身的导电率低和锂硫电池的飞梭效应限制了它的发展和应用。石墨烯因具有独特的二维结构、高导电率和大比表面积等独特的物理化学性质,用于改性锂硫电池具有较大的优势。本文主要是利用Hummers法制备氧化石墨烯,研究不同阶段工艺参数对制备氧化石墨烯的影响,并采用不同的还原方法对氧化石墨烯进行了还原和表征,将得到的还原氧化石墨烯材料与单质硫复合用于改性硫正极,对其进行电化学测试,主要研究内容如下:1.用Hummers法制备了氧化程度较高的氧化石墨烯,其碳氧原子比为2.8,在制备氧化石墨烯的过程中,高锰酸钾的加入速度过快会导致鳞片石墨不能充分被氧化,中温反应阶段的反应时间较长时,氧化效果较好,冷冻干燥的氧化石墨堆叠较少。高温还原法、抗坏血酸还原法和水热还原法对氧化石墨烯都起到了一定的还原作用,其中高温还原法的还原效果最好,但高温还原得到的样品存在较多的缺陷,水热还原的样品还原程度高且缺陷较少。石墨烯具有独特的二维结构,可以通过结构调控改变其微观形貌以满足所需材料的特征。2.在不同温度下制备还原氧化石墨烯,随着温度的升高,还原程度越高,比表面积越大,将样品RGO-500和RGO-900与硫复合,载硫量为66.7%,RGO-900/S复合材料的循环性能和倍率性能优于RGO-500/S复合材料。RGO-900是介孔层状结构的还原氧化石墨烯,比表面积为452 m~2/g,孔径为3.4 nm,发达的孔结构和大的比表面积既有利于活性物质的均匀分散,又能提供丰富导电网络加快电荷的转移速度,且有利于活性物质与电解液的充分接触和抑制飞梭效应,RGO-900/S复合材料中形成了C-S,S-O键,可以通过化学键的作用吸附多硫化物;RGO-900/S复合正极材料在0.5C倍率下循环100周和300周后的放电比容量仍可以达到715 m Ah/g和565 m Ah/g,1C倍率下循环100周仍旧可以放出556m Ah/g的比容量。3.用抗坏血酸还原法制备的三维石墨烯相比于还原前的氧化石墨烯比表面积增大了一倍,但不存在孔结构,因为不具有发达的孔结构,进行电化学性能测试时,相比于其他材料需要较长的活化时间。通过水热法制备致密的三维石墨烯,利用金属氧化物刻蚀石墨烯的方法制备了三维微孔石墨烯材料,比表面积高达1006cm~2/g,纳米孔径为1.3 nm。r G2/S复合材料在首周存在较大的不可逆容量损失,但在之后的循环具有较高的循环稳定性,库伦效率保持在99%以上。