锂硫电池具有超高的能量密度，是新一代动力电池的首选之一，但是目前锂硫电池面临着活性物质利用率低、循环性能差等一系列问题，主要原因在于硫正极的导电性差、放电中间产物在电解液中的溶解以及体积效应的存在，通过改性与结构控制是实现硫正极性能提升的关键。本论文从提高硫导电性、抑制多硫化物的溶解和缓解硫正极体积效应等角度出发，以石墨烯和碳纳米管为改性材料，设计并制备了若干种具有新颖结构的硫/碳复合正极材料，详细表征了各种材料的结构特征，并深入研究了它们的电化学性能。　　 首先，通过两步法制备了具有三明治结构的石墨烯/硫/碳复合电极材料。第一步在氧化石墨烯表面生成一层纳米硫，接着加入环糊精水热还原，在还原氧化石墨烯的同时环糊精碳化，在纳米硫表面生成一层导电碳，形成了“导电碳/硫/石墨烯/硫/导电碳”的三明治结构，研究了该材料的电化学性能，探索了不同碳源对三明治结构的影响。制备的复合材料作为锂硫电池正极材料，初始容量达到1410mAhg-1，并显示出良好的循环性能和倍率性能。　　 其次，通过液相法制备了具有核壳结构的硫/碳纳米管复合电极材料。该材料以硫为核，以碳纳米管和明胶混合物作为外壳，外壳中包含一定空隙。碳纳米管可以为硫快速传导电子，明胶对多硫化物的溶解有限制作用，壳中的空隙能够为硫的体积膨胀提供空间。该复合电极材料表现出良好的循环性能，100次循环后容量保持在900mAhg-1，库伦效率接近100％。　　 最后，通过两步加热法制备了硫/碳纳米管复合薄膜电极材料。薄膜中的硫以纳米薄层形式附着于碳纳米管外壁，通过化学键与其紧密结合，因此多硫化物在电解液中的溶解受到了抑制。此薄膜电极可直接作为正极使用，在保证锂硫电池高容量以及高循环性能的同时，提高了硫在极片中的含量，能量密度也随之大幅提升，可达到1200Whkg-1。