锂硫电池因硫的理论比容量高（1675 mAh/g）和其整体器件的比能量高（2600Wh/Kg）等优势而最有可能成为高能量密度动力电池需求的候选者。然而,由于其正极活性物质硫的绝缘性、充放电过程中硫的氧化还原反应造成的体积膨胀、电解液中多硫化物溶解引起了穿梭效应、锂负极的氧化还原过程中造成的锂枝晶生长等问题,使得当前锂硫电池的应用受到阻碍。解决以上锂硫电池存在的问题已经迫在眉睫。本文旨在解决锂硫电池的穿梭效应,硫正极的体积膨胀以及锂负极的锂枝晶生长等问题,对锂硫电池的硫正极以及锂负极进行了改性处理。首先,利用不同方法制备了二维g-C₃N₄纳米片（2D g-C₃N₄）,然后利用2D g-C₃N₄和三维g-C₃N₄纳米网（3D g-C₃N₄）对锂硫电池硫正极进行了改性处理;最后利用掺氮石墨烯和掺Fe单原子石墨烯对锂负极以及铜集流体进行表面改性。主要研究内容和实验结果如下:（1）制备与锂硫电池正极活性物质S掺杂的2D g-C₃N₄和3D g-C₃N₄极片。通过电化学测试以及可视化实验,证明了其在锂硫电池的充放电过程中都表现出了优化效果,其中与锂硫电池正极活性物质S掺杂的3D g-C₃N₄极片表现出了更加优异的性能,在0.2 C时提供了715 mAh/g的初始放电比容量,然后在几个活化过程后,其放电比容量最高可达731 mAh/g。且在180个充放电循环后,保持率为73.9%,每个循环的容量衰减为0.14%。（2）利用掺氮石墨烯,掺Fe单原子石墨烯对锂负极以及铜集流体进行表面改性。通过电化学测试,我们发现了Fe单原子掺杂的石墨烯有更好的调节Li成核和抑制树枝状Li枝晶的生长作用。其中在锂铜非对称电池电化学测试中,Cu-G@Fe电极的库伦效率由92.8%（第一次沉积周期）增加至97.9%（第十次沉积周期）,和在250个循环后实现了98.4%的高平均库伦效率。这可归因于随着Fe单原子的掺杂,电极表面上的亲Li性程度升高,更重要的是,Li主体的原子结构稳定性得到改善。从而可实现极大地提高了库伦效率和更长的循环寿命。