随着社会的发展和5G技术的兴起,3C产品和新能源汽车对电池容量的要求越来越大,而现在投入商用的锂离子电池能量密度非常有限,远不能满足生活的需要。锂硫电池由于高能量密度(2600 Wh kg-1)和高理论比容量(1675 m Ah g-1),被认为是未来储能的最有希望的候选者之一。然而,多硫化锂的穿梭效应、硫较差的导电性、多硫化物缓慢的氧化还原动力学、硫还原过程中体积膨胀阻碍了锂硫电池的实际应用。本文通过催化热解法合成了Fe-N/CNT复合碳纳米管以及通过溶剂热法和化学气相沉积法合成了V2O3@N,Ni-C复合空心球,分别探究了Fe-N/CNT复合碳纳米管的制备及其用于锂硫电池正极材料的研究和V2O3@N,Ni-C复合空心球的制备及其用于锂硫电池隔膜改性,得出了以下结论:（1）采用催化热解法合成的Fe-N/CNT复合碳纳米管具有丰富的活性位点,经过X射线光电子能谱（XPS）分析和循环伏安法（CV）测试可以证明其可以有效的吸附多硫化物,促进多硫化物的转化,提高多硫化物氧化还原反应动力学。进一步扫描电子显微镜（SEM）和电化学阻抗（EIS）分析还发现,热解温度会影响Fe-N/CNT复合碳纳米管的直径、导电性,以及电池的阻抗。当热解温度为800℃时,由Fe-N/CNT复合碳纳米管作为正极硫宿主材料组装的锂硫电池的循环性能最好。在75wt%的较高硫负载下,施加电流密度为0.5C的电流,充放电循环300次后,容量衰减每个循环只有0.074%。在1C(1C=1675 m Ah g-1)的电流密度下,首次放电拥有996.05 m Ah g-1的可逆容量,150个循环后比容量仍然保留798.2 m Ah g-1。（2）采用溶剂热法和化学气相沉积法合成了碳层包覆的V2O3@N,Ni-C复合空心球。通过XPS分析、CV测试、EIS测试等分析测试手段,证明V2O3@N,Ni-C复合空心球可以有效吸附多硫化物,对多硫化物转化起到催化效果,提高多硫化物氧化还原反应动力学,并且可以提高V2O3的的导电性,为多硫化物的转化提供有效的电子传输路径。基于这些优点,得到的锂硫电池在0.1C的电流密度下,能提供1590.4 m Ah g-1的初始放电比容量。在1C电流密度下的500次长循环测试中,表现出1142.2 m Ah g-1的初始放电比容量,对应于每个循环0.0617%的较低容量衰减。