锂硫（Li-S）电池由锂金属负极和硫正极组成,具有理论比容量高(1672 m Ah g^-1)、价格低廉以及环境友好等优点,未来有望在动力电池领域得到发展和实际应用。然而,锂硫电池的商业化也受到硫正极和锂负极的制约。硫正极方面,硫化物的绝缘性会导致活性物质利用率低,锂硫电池容量发挥不充分。更重要的是,多硫化物（Li PSs）的“穿梭效应”会导致活性物质的不断损失,锂硫电池循环性能迅速衰减。锂金属负极方面,锂枝晶在传统液态电解液中生长严重,会导致电池内短路,甚至引起燃烧爆炸等安全事故。因此,实现高稳定性锂硫电池的关键是抑制多硫化物的穿梭和锂枝晶的生长。本论文提出了利用多元材料Li Ni_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）作为锂硫电池硫正极多功能添加剂,并结合理论与实验验证了其能同时起到促进多硫化物转化和吸附多硫化物的作用。另外,通过对石榴石电解质进行结构和界面设计,研究了混合固态电解质和全固态电解质在锂硫电池中的应用,对发展高稳定性以及高安全性锂硫电池具有重要意义。首先,基于层状三元NCA材料提出了“一石二鸟”的策略来改善锂硫电池的电化学性能,通过研究NCA和多硫化物的相互作用机理,首次发现NCA和多硫化物之间形成了Li-O和Co-S化学键,因此NCA能够有效吸附多硫化物。另外,NCA能够降低锂硫电池的阻抗并且提高锂离子扩散系数,从而增强多硫化物的氧化还原反应动力学。NCA的添加极大地提高了锂硫电池的循环稳定性,锂硫电池1 C循环500次,剩余比容量为755.4 m Ah g^-1,容量保持率达到90.0%。其次,通过模板法在LLZO固态电解质内部构建了三维、无序和连通的孔道,并对孔的形貌和结构进行了详细的表征。发现利用多孔LLZO和少量液态电解液组成的混合电解质能够显著抑制锂枝晶的生长,在0.5 m A cm^-2的电流密度和0.5m Ah cm^-2的面积容量下,基于混合电解质的锂锂对称电池能够稳定循环1380 h,累积放电容量达到345 m Ah cm^-2。最后,通过磁控溅射在LLZO电解质表面修饰了基于Sn N_x的界面层,并表征了Sn N_x化合物的化学组成为Sn₃N₄。该界面层和金属锂具有良好的浸润性,在和锂金属融合后会显著降低电解质和电极之间的界面阻抗。通过对称电池的表征发现该界面层能够有效抑制锂枝晶在固态电解质中的生长,在50μA cm^-2和100μA cm^-2的电流密度下能够稳定循环500 h。