随着人类社会的不断渐进步和发展，探寻和开发清洁安全的绿色能源来替代传统的化石燃料刻不容缓。在新型的锂离子电池中，锂硫电池获得了越来越多学者的关注。升华硫的理论放电比容量可达1675 mAhg1，与锂负极配对成电池时，其理论能量密度更是高达2600Whkg1。同时单质硫还具有成本低廉、储量丰富、环境友好、安全可靠等优点，被预测为下一代极具前景的二次电池储能系统。然而单质硫与硫化锂的电绝缘性、多硫化锂的穿梭效应、硫电极循环过程中引起的体积效应、锂负极枝晶生长等问题严重限制了锂硫电池的产业化应用。本文构造多层碳材料阵列作为载硫基体，不仅可以有效的储存升华硫，同时外侧的碳包覆层也可以有效阻挡多硫化物的穿梭效应，改善锂硫电池的电化学性能。　　本研究主要内容包括：⑴采用水热法制备碳纳米棒阵列/硫单层导电碳网络复合材料。其微观形貌为垂直排列的碳纳米棒阵列结构，同时基体表面及间隙均匀包覆了一层薄硫层。电化学性能测试证明了该复合正极材料取得了较为优异的电化学性能。在0.2 C的电流密度下，电池首次放电比容量达到1050mAhg1。倍率性能测试中当电流密度由2.0 C重新回复到0.2 C时，电池容量可以立即恢复到980 mAh g?1，并保有98%的库伦效率。⑵采用水热法制备碳纳米片?碳纳米球/硫双层导电碳网络复合材料。硫均匀包裹和填充在碳材料外表面以及交联间隙中。电化学性能测试证明了该复合正极材料取得了更为优异的电化学性能。在0.1C电流密度下，电池首次放电比容量达到1396mAhg1。经过200次循环，电池保有高达81.6%的容量保持率和98%的库伦效率。在倍率性能测试中，当电流密度由5.0C重新回复0.2C时，电池放电比容量可以恢复到1027mAhg1的高值。⑶采用水热法和CVD法制备碳纳米片、碳纳米球、碳纳米管/硫三层导电碳网络复合材料。碳纳米片之间、复合材料的间隙以及碳纳米管中空结构能够有效的储硫。碳纳米管层编织成网状拥有更有效的封锁效应。电化学性能测试说明了该复合正极材料取得了最为优异的电化学性能。在0.1C电流密度下，电池首次放电比容量达到1475mAhg1。经过200次循环，电池保有高达83.2%的容量保持率和近100%的库伦效率。在倍率性能测试中，当电流密度由5.0C回到0.1C时，仍可以实现1372mAhg1的可逆放电比容量。