大规模储能和绿色交通的迫切需求刺激了长寿命和高能量密度电池的研究热潮。具有高理论容量(1675 m Ah g-1)和高理论能量密度(2600 Wh kg-1)的锂硫（Li-S）电池是最有前景的储能系统之一。然而,硫和硫还原产物弱导电性、可溶性多硫化锂引起的穿梭效应和体积膨胀（80%）阻碍了Li-S电池的实际应用。此外,隔膜作为正负极之间的关键部件,为锂离子的传递提供通道和防止电池短路,起到了至关重要的作用。目前所使用的聚烯烃隔膜因其化学稳定性、理想的孔隙率和可接受的成本被广泛应用于Li-S电池。由于其热稳定性差,机械强度低,很难应对极端条件下的热失控,导致火灾或爆炸。而且它的大孔径和低比表面积不能有效地抑制锂枝晶的生长,这可能威胁到电池的安全。因此,上述问题严重影响着Li-S电池的发展与应用。为了解决上述问题,提升电池性能,本文开展了正极与对位芳纶（PPTA）隔膜的改性研究等方面的工作。具体内容如下:首先,在双氰胺和氯化钠的共同调控下,制备了嵌入Mo2C的N掺杂有序多孔层状碳（Mo2C@NC-Na Cl）。在碳材料中,来源于生物质的多孔层状碳骨架作为先进的硫主体,可以加速电子传输、缓冲体积变化。Mo2C纳米粒子和吡啶N的协同作用,能锚定多硫化物,并实现快速硫电化学。得益于上述优势,硫负载量为2.5 mg cm-2的Mo2C@NC-Na Cl在0.2 C时具有1226.2 m Ah g-1的高初始放电比容量。即使在1 C的高倍率下,电池初始容量仍然为853.7 m Ah g-1,500次循环后每个循环的平均容量衰减率为0.065%。其次,以DMSO/KOH/H2O体系溶解PPTA,加入的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为致孔剂,充分混合后得到铸膜液,通过刮膜涂覆和相转化法来制备ANFs隔膜。1 wt%CTAB的添加量使ANFs隔膜（1-ANFs隔膜）获得高孔隙率（73%）和优异的电解液润湿性,有利于锂离子的迁移。热重分析显示隔膜的分解温度高达447℃,比PP隔膜高出175℃以上。同时,1-ANFs隔膜拉伸性能能达到77.5 MPa,比PP隔膜高出387.5%。结果表明,虽然1-ANFs隔膜组装的电池释放了550.3 m Ah g-1的高初始比容量,低于PP隔膜组装的电池,但每圈的衰减率仅为0.27%且库伦效率稳定在99%,明显优于PP隔膜。考虑到隔膜的整体性能,1-ANFs隔膜在高模量、阻燃性、热稳定性和电化学稳定性等综合性能方面表现出了良好的平衡,可能适合在极端环境下进一步使用。最后,基于第三章CTAB改性ANFs隔膜组装电池的电化学性能不理想的问题,进一步选择Ti O2纳米粒子作为致孔剂,采用简易共混和相转化制备2-Ti O2/ANFs隔膜。当Ti O2纳米颗粒添加量达到0.4 wt%时,电池的电化学性能和离子电导率是最优的。结果发现,2-Ti O2/ANFs隔膜拥有约85.3%的孔隙率和266.1%的电解质吸收量。此外,隔膜的伸缩率也有了明显提升。在室温下,1-Ti O2/ANFs隔膜具有0.61 m S cm-1的高离子电导率和较低的界面阻抗,从而带来了更好的循环稳定性和倍率性能。因此,2-Ti O2/ANFs隔膜组装的电池在0.2 C下释放出约906.1 m Ah g-1的高放电比容量,循环200次后可保持在625.7 m Ah g-1。此外,2-Ti O2/ANFs隔膜组装的电池平均库仑效率（99.3%）高于使用PP（98.4%）隔膜的电池,对应于每循环0.155%的缓慢容量衰减率。