随着能源和环境问题的日益突出，以及电子电动设备，尤其是电动汽车的迅猛发展，传统锂离子电池已经无法满足市场需要，因此寻求一种全新的高能电池体系成为储能领域的研究热点。具有高的理论比容量(1675 mAh g-1)和理论比能量(2600 Whkg-1)的锂硫电池体系受到了研究者的广泛关注。同时，单质硫储量丰富，成本低且环境友好的特点，被认为是最具有潜力的下一代储能体系之一。然而，锂硫电池中由于活性物质硫的电子、离子传导性差，充放电过程中体积变化大，充放电中间产物的溶解带来的“穿梭效应”等问题，导致锂硫电池的活性物质利用率低及循环寿命短，阻碍其实用化进程。基于以上背景，本论文采用金属氮化物对硫/碳正极材料进行改性，制备了高导电金属氮化物/纳米碳复合材料用以改善锂硫电池的电化学性能。主要研究结果如下:　　首先，采用水热合成及后续的热处理过程制备出了氮化钒纳米带生长在石墨烯表面的氮化钒/石墨烯三维宏观复合材料，其间填充多硫化锂活性物质作为锂硫电池的正极，并对其进行了结构和电化学性能的表征。研究结果表明，这种锂硫电池正极结构既充分利用了石墨烯三维骨架优异的电子与离子传输特性及丰富的孔结构，又结合了氮化钒对多硫化物极性的化学吸附和转化促进作用，有效解决了由“穿梭效应”带来的容量下降及库伦效率低等问题，实现了优异的电化学性能。氮化钒/石墨烯复合电极相比于石墨烯电极，极化更小、氧化还原反应动力学更快，显示了较好的倍率和循环性能。通过吸附实验和第一原理计算对比了氮化钒与石墨烯对多硫离子的相互作用，证实氮化钒与多硫离子之间存在强的化学相互作用。在1C倍率下，显示了很好的循环稳定性，经过200周期容量为初始容量的81％。　　其次，通过静电吸附的方法直接将钨的前驱体负载在多壁碳纳米管表面，经过在空气中煅烧和在氨气气氛下氮化，获得了几个纳米的氮化钨粒子均匀分布在相互交织的碳纳米管表面的氮化钨/碳纳米管复合材料。该复合材料不仅具有高的比表面积(374 m2 g-1)和导电性，其中，氮化钨具有对多硫化物极性的化学吸附和转化促进作用，碳纳米管提供了离子和电子的快速传输通道。将其应用在锂硫电池的正极材料中，获得了优异的电化学性能。在1C倍率下循环200次，其容量基本保持不变。