锂硫电池因具备远高于锂离子电池的理论比容量（1675mAh/g）,且活性物质硫单质储量丰富、环境友好,被视为极具发展前景的下一代二次电池,吸引了众多学者的研究。但锂硫电池的发展依旧受到诸多限制,其中正极方面的问题最为突出,如活性物质硫与反应产物硫化锂（Li2S）导电性差,循环过程中存在“穿梭效应”和体积膨胀问题等。为解决上述问题,本文采用葡萄糖、碳酸铵、硼酸等材料,利用发泡法,制备了三维筋撑石墨烯与硼掺杂三维筋撑石墨烯材料,并用其作锂硫电池正极材料与夹层材料,有效缓解了锂硫电池现存问题,改善锂硫电池电化学性能。论文的具体研究内容如下:（1）三维筋撑石墨烯材料的制备及其对锂硫电池电性能的改善。使用葡萄糖和碳酸铵、氯化铵作原材料,利用发泡法制备了三维筋撑石墨烯材料。三维筋撑石墨烯由碳骨架和石墨烯壁共同构成,材料具有良好的三维网络结构,较高的比表面积和合理的分级多孔结构,以及较好的机械性能。采用蒸气填硫法制备三维筋撑石墨烯/硫复合物,并将其直接用作锂硫电池正极,制备自支撑锂硫电池。在最佳制备条件下,电池在0.2 C倍率下,初始放电比容量高达1443 mAh/g,经过500圈循环后,比容量降至935 mAh/g,平均单圈衰减率仅为0.07%,说明电池拥有出色的比容量性能和电化学稳定性。三维筋撑石墨烯用作锂硫电池夹层材料,将其添加至传统锂硫电池的正极与隔膜之间,能够有效提高锂硫电池的电化学性能表现。夹层作为一个独立的单元能够最大限度地阻碍活性物质流失,缓解“穿梭效应”,同时避免了循环导致的结构坍塌。与未添加夹层的电池相比,添加夹层后锂硫电池的充放电比容量与循环稳定性均可实现显著提高,其初始放电比容量提升了 33%,且100圈循环的比容量衰减率从单圈0.50%降至0.37%。（2）在前文基础上,将硼酸混入原材料中,采用发泡法制备硼掺杂三维筋撑石墨烯材料。硼掺杂三维筋撑石墨烯材料具有三维网络结构,较高的比表面积和分级多孔结构,其中硼元素含量为1.37%。之后采用蒸气填硫法制备硼掺杂三维筋撑石墨烯/硫复合物,并用其制备自支撑锂硫电池。硼元素掺杂对多硫化物具有一定化学吸附作用,材料本身具有物理限制作用,两者结合使电池具有较好的循环稳定性,而更为突出的是由于硼掺杂对化学反应起到一定的催化作用,使其制备的锂硫电池具有优异的倍率性能。在4C的高倍率下,其初始放电比容量为1124 mAh/g,经过100圈循环后,比容量保留率依旧高达89%,显著优于掺杂前。