通过水热原位聚合、化学活化的方法制备了具有新颖结构的基于石墨烯的层状多孔复合碳材料。石墨烯的上下表面均负载着一层均匀的多孔碳，使材料同时具有高导电性、高比表面积、适宜的中孔孔径分布以及高的孔容。通过硫溶液溶剂蒸发和液态硫浸润的方法得到了负载量为68wt％的硫碳复合材料。通过电化学表征，基于碳硫复合材料的锂-硫电池具有高的比容量，好的倍率性能和优异的循环稳定性。由于层状多孔碳复合碳材料同时具有高的比表面积、高的孔容、以及高的导电性，这就使高负载量的硫能够以无定形态的形式高度分散，从而提高了硫的电化学活性和利用率，使锂-硫电池具有高比容量；由于在石墨烯的上下表面负载了一层多孔的无定形碳，这些多孔的无定形碳在硫的电化学反应中作为微小的反应容器，能够有效的阻止生成的聚硫化物的扩散，从而提高了锂-硫电池的循环稳定性。