近年来,锂硫电池由于其高理论比容量、低成本和无污染的特点得到了研究人员的广泛关注。然而,锂硫电池中存在的“穿梭效应”以及锂枝晶等问题阻碍了其实际应用。隔膜作为电池设计中不可缺少的一部分,它不仅是正负极之间的物理屏障,而且是离子传输的必经通道。在锂硫电池中,多功能隔膜的设计不仅能够有效抑制“穿梭效应”,而且对锂离子的均匀沉积有积极作用。导电材料和能对多硫化物产生化学吸附作用的材料是进行多功能隔膜设计的常用材料。因此,本论文从多功能隔膜的角度出发,通过引入碳材料和元素钴,设计了具有多重功能的聚合物隔膜、明胶基纳米纤维隔膜以及改性商用聚丙烯隔膜,具体研究内容如下:1、通过将钴掺杂的碳纳米纤维膜（Co-CNF）与PVDF-HFP/h-BN聚合物膜（PHB）相结合,制备了一种具有多重架构的多功能聚合物复合隔膜（PHB/Co-CNF）。所制备的PHB/Co-CNF膜在密度、成分、电子电导率以及离子电导率四个方面具有渐变结构。其中,面向正极侧的无机Co-CNF层具有松散的导电结构,不仅可以在物理方面限制多硫化锂,而且可以与多硫化锂形成化学键,有效抑制“穿梭效应”。中间层包括无机Co-CNF和有机聚合物层,可以同时传导电子/离子,使多硫化锂更容易在其中进行转化。面向负极侧的PHB膜具有高离子电导率,可以加快离子传导速率。因此,采用PHB/Co-CNF隔膜的锂硫电池在0.5 C下循环150次后保持566 m Ah g-1的放电比容量以及约60%的容量保持率。2、通过分步静电纺丝,制备了一种含有C60和MOF的双面明胶基纳米纤维膜（CMGNF）。C60和MOF的掺入可以在化学吸附多硫化锂的同时对多硫化锂进行催化转化,降低硫化锂成核势垒。明胶有更高的离子电导率和更大的离子迁移数,有利于均匀锂通量。因此,采用CMGNF作为隔膜的Li||Li对称电池在0.5 m A cm-2下循环超过600 h,所制备的锂硫电池在0.2 C下循环100圈仍具有888 m Ah g-1的放电比容量,在2 C下循环400圈仍有72.9%的容量保持率。3、将聚偏氟乙烯（PVDF）和六水硝酸钴（Co（NO3）2·6H2O）在N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合,烘干并碳化,原位生成了Co F2-C材料并将其刮涂在商用聚丙烯隔膜（CFCP）上。Co F2-C涂层不仅可以物理吸附多硫化锂,其中的Co F2还可以与多硫化锂形成化学键。另外,吸附的多硫化锂也可以在Co F2-C涂层上得失电子/离子,加快其转化,加快电化学反应动力学。因此,采用CFCP隔膜制备的Li||Li对称电池可以在0.5 m A cm-2下实现超过1500 h的循环寿命,所制备的锂硫电池在0.2 C下循环200圈仍有632 m Ah g-1的放电比容量以及优异的倍率性能。