锂硫电池由于其理论能量密度和比容量分别高达2600 Wh kg^-1和1675 mAhg^-1,所以受到了大量研究者的关注。同时,单质硫还具有储存量丰富、无毒和环境友好等显著的特点。但是纯硫正极仍存在着一些问题严重阻碍了锂硫电池走向市场化,如由多硫化物的溶解引起的穿梭效应、单质硫和其生成产物（Li₂S₂和Li2S）的导电性差及充电过程中硫的体积膨胀等问题。这些问题导致硫的利用率低下、电池的循环寿命差以及电池的容量衰减快。为了提升锂硫电池的电化学性能,本论文中制备了硫/聚吡咯纳米管（S/PPy）、S/PPy/金属氧化物颗粒（Co₃O₄、Ni O和Al2O3）、硫@Co₃O₄中空球（S@Co₃O₄）和S@Co₃O₄/PPy复合材料,探索不同形貌和组成成分的复合材料对锂硫电池电化学性能的影响。论文中主要的研究内容和结论如下:（1）为了改善硫单质和其最终产物（Li₂S₂和Li2S）的导电性,我们采用化学氧化法制备出管径为100-150 nm的聚吡咯纳米管,再通过熔融扩散法制备出S/PPy复合材料。我们通过研究不同实验因素对聚吡咯纳米管形貌的影响,确定制备聚吡咯纳米管的最佳实验条件:甲基橙浓度为5 m M、反应时间为24 h,同时甲基橙、六水合三氯化铁和吡咯的摩尔质量比应为1:10:10。再进一步通过研究不同硫含量对S/PPy复合电极电化学性能的影响,确定在S/PPy复合材料中最佳的硫含量。结果表明,硫含量为70 wt%的S/PPy复合电极电化学性能最好,在0.2 C倍率下,其具有1210.8 mAhg^-1的初始放电比容量,循环200圈后其放电比容量还保留392.4 mAhg^-1。（2）针对S/PPy复合电极的容量衰减过快的问题,我们将金属氧化物颗粒（Co₃O₄、Ni O、Al2O3）与聚吡咯纳米管混合制备PPy/金属氧化物颗粒混合材料,再通过熔融扩散法制备出S/PPy/金属氧化物颗粒复合材料。我们通过研究添加不同金属氧化物颗粒对S/PPy复合电极电化学性能的影响,得出四种复合电极的电化学性能对比结果为S/PPy/Co₃O₄>S/PPy/Ni O>S/PPy/Al2O3>S/PPy。结果表明,S/PPy/金属氧化物颗粒复合电极的电化学性能明显优于S/PPy复合电极,而且其中S/PPy/Co₃O₄复合电极的电化学性能最佳。该S/PPy/Co₃O₄复合电极在0.5 C倍率下初始放电比容量为975.2 mAhg^-1,循环200圈后依然保有51.5%的放电比容量。基于以上结论,我们通过自组装溶剂热反应法制备了直径为2-2.5um的Co₃O₄中空微球,再使用熔融扩散法制备具有核壳结构的S@Co₃O₄复合材料,同时研究Co₃O₄形貌对S/Co₃O₄复合电极电化学性能的影响。结果表明,具有核壳结构的S@Co₃O₄复合电极表现出更加优异的电化学性能,在0.2 C下,循环200圈以后依然保有41.3%的放电比容量,远远高于S/Co₃O₄颗粒复合电极。（3）最终,我们设计一种用于锂硫电池的新型S@Co₃O₄/PPy复合材料,其中Co₃O₄中空微球被嵌入到聚吡咯纳米管导电骨架中,然后将硫灌入到Co₃O₄中空微球的内部和包覆在聚吡咯纳米管的表面。电化学性能测试结果表明,当Co₃O₄中空微球与PPy纳米管的质量比为4:1时,S@Co₃O₄/PPy复合电极循环性能最佳。该复合电极在0.5 C倍率下循环1000圈后,依然具有370.6 mAhg^-1的放电比容量。在1 C倍率下也表现出循环1900圈的超长循环稳定性能,每圈的容量衰减仅为0.034%。甚至在3 C和5 C倍率下循环1000圈后,S@Co₃O₄/PPy复合材料还呈现出180.2和135.9 mAhg^-1的放电比容量。这表明Co₃O₄中空微球与含硫的聚吡咯纳米管导电骨架之间的协同作用将有助于S@Co₃O₄/PPy复合电极具有优异的长循环稳定性。基于对这项工作的研究,具有PPy复合正极的锂硫电池表现出优异的电化学性能,这为制备具有长循环寿命的锂硫电池提供了一种设计途径。