近年来随着科技的发展,传统的锂离子电池已经不能满足现代用电设备,尤其是新一代新能源电动汽车对储能系统高能量密度和长使用寿命的需求。与传统的锂离子电池相比,锂-硫（Li-S）电池拥有超高的理论能量密度(2600 Wh Kg^-1),引起了研究人员的广泛关注。但是,Li-S电池系统中依然存在一些严重的问题,如硫单质的电子、离子绝缘性,硫基复合正极在充放电过程中发生的体积膨胀,多硫化锂中间体的溶解及穿梭等,限制了其发展。因此,本文以提高硫正极导电性,缓解体积膨胀以及抑制多硫化锂溶解穿梭为出发点,设计并制备出能够有效吸附固定多硫化锂的极性硫正极载体材料和修饰隔膜,改善Li-S电池面临的以上问题,从而全面提升其电化学性能,促进Li-S电池的推广应用。具体研究内容如下:（1）通过一步热解法制备W₂C@C材料,并将该材料与硫单质复合得到W₂C@C/S复合正极。该W₂C@C载体在一定程度上提升了硫正极的电化学性能。在0.1 A g^-1电流密度下,首次放电比容量为1000 mAh g^-1,在1 A g^-1电流密度下,循环500次后,容量保持为252 mAh g^-1。（2）通过一步热解法制备Co₃W₃C@C@CNTs复合材料,并将该材料与硫单质复合得到Co₃W₃C@C@CNTs/S复合正极。与W₂C@C材料相比,在CNTs和Co的协同作用下,以Co₃W₃C@C@CNTs/S为正极的Li-S电池的倍率和循环稳定性能得到全面提升。在0.1 A g^-1电流密度下,首次放电比容量为1093 mAh g^-1;在2 A g^-1电流密度下,循环500次后放电比容量依然保持在407 mAh g^-1,容量衰减率仅为0.08%/次。（3）通过涂布法,利用Co₃W₃C@C复合材料对商业隔膜进行修饰,得到Co₃W₃C@C-2300隔膜。该复合隔膜不仅能通过物理屏障阻隔和化学吸附作用有效地抑制多硫化物中间体的穿梭效应,而且修饰层中的Co₃W₃C@C能够加快电池氧化还原反应的速率,从而提升Li-S电池的电化学性能。该复合隔膜在0.1 A g^-1的电流密度下,首次放电容量可到1350 mAh g^-1;1 A g^-1的电流密度下,循环500次后放电比容量为760 mAh g^-1,容量保持率高达76.1%。即使在3.0 mg cm^-2的高硫载量下,Co₃W₃C@C-2300隔膜依然表现出高的比容量和循环稳定性,在1 A g^-1下首次放电容量高达869 mAh g^-1,循环200次后容量依然保持在632 mAh g^-1。