近些年来,锂硫电池已经成为备受世界各国研究工作者关注的下一代二次电池,因其正极硫单质具有高达1675 mAh g^-1的理论容量,以及高达2600 Whkg^-1的理论能量密度,而且价格便宜、储量大、环境无害等。就目前锂硫电池的正极材料而言,硫-碳复合材料最具有前景,而且也取得了很大的研究成果,但同时也暴漏出了相关的问题,一是单质硫的导电性差,随着产生大量Li2S导致活性物质的利用率下降。二是电池反应的中间产物多硫化物容易溶解于电解液导致电极活性物质减少,同时产生穿梭效应,从而出现了锂硫电池的循环性能、低的库伦效率和倍率性能较差,阻碍了其的商业化应用。为了解决锂硫电池硫电极在反应过程中生成的多硫化物易溶解于电解液,设计并制备了金属氧化物修饰的炭气凝胶Mnx-CA和Cen-CA,由于纳米金属氧化物强的吸附作用可以有效地稳固化多硫化物离子,并将其作为锂硫电池硫电极的载体。同时使用场发射扫描电子显微镜、场发射透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射以及充放电测试等表征方法来对硫-碳复合物的元素构成、晶体结构、微观形态以及电化学性能进行了测试和结果的讨论。结果表明,金属氧化物修饰的碳材料作为锂硫电池硫电极的载体在电池循环过程中能够有效地抑制多硫化物的溶解,从而显著地提高电池的循环性能和倍率性能。尤其当碳载体中金属氧化物与炭气凝胶材料的摩尔比为0.02时表现出该条件下最优的性能,电化学性能测试结果显示,0.2 C倍率下,100次循环后,Mn2-CA/S复合物电极仍能保持976.3 mAh g^-1的放电比容量,而且在5 C的高倍率下仍然可以得到高达670.2mAhg^-1的首次放电容量,展现出较好的循环性能和倍率性能,表明氧化锰的修饰可以有效地吸附多硫化物。另外,二氧化铈和碳气凝胶构成的碳载体,同样展现出优良的循环性能和倍率性能,0.2 C倍率下,100次循环后,Ce2-CA/S复合物电极仍能保持1127.6mAh g^-1的放电比容量,且在5C的高倍率下仍然可以得到高达768.5mAhg^-1的首次放电容量。表明金属氧化物的掺杂可以有效地稳固化硫和抑制多硫化物的溶解,可以显著提高复合物材料的电化学性能。