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移动电子设备的普及以及电动汽车的快速发展,人们对高比能量、长寿命的锂二次电池的需求极为迫切。锂硫电池因其理论比能量高(2600 Wh kg-1)、活性物质硫来源广泛、成本低等特点受到研究者青睐。传统锂硫电池中由于活性物质硫为绝缘体以及充放电产物溶于醚类溶剂形成“穿梭效应”,导致活性物质利用率低和循环寿命短等问题。近年来,研究人员发现小分子硫和有机硫化物体系与商业碳酸酯类体系匹配,表现优异的电化学性能。在众多有机硫化物体系中,硫化聚丙烯腈复合材料（S-PAN）因其材料来源广泛、价格低廉受到人们的关注。基于此,本论文以硫化聚丙烯腈复合材料为研究对象,优化材料制备工艺、探讨了不同分子量聚丙烯腈对硫化聚丙烯腈的电化学性能的影响;同时基于优化的硫化聚丙烯腈复合材料,研究不同集流体对电池电化学性能的影响,主要研究内容如下:（1）基于不同分子量的商业化聚丙烯腈（分子量:5W和15W）为原料,研究热处理工艺对硫化聚丙烯腈复合材料的电化学性能影响,优化其制备工艺。研究结果表明,热处理温度为350℃时,制备的硫化聚丙烯腈复合材料表现优异的电化学性能。同时,相比于低分子量（5W）聚丙烯腈,以高分子量（15W）聚丙烯腈为前驱体制备的硫化聚丙烯腈复合材料的电化学循环稳定性最佳。0.5 C下首次放电比容量为1089 mAh g-1,循环300周后,放电比容量仍为978 mAh g-1,容量保持率89.8%。（2）基于上述研究结果,我们以丙烯腈单体为原料,热聚合法制备聚丙烯腈。研究热聚合温度对聚丙烯腈理化性能（如比表面积、分子量等）影响,并以上述自制的聚丙烯腈为原料,研究了不同分子量聚丙烯腈对硫化聚丙烯腈复合材料电化学性能的影响。研究结果表明,基于65℃热聚合工艺下制备的聚丙烯腈,比表面积大(147.6 m2 g-1)、分散性指数低（1.46;分子量分布窄）。同时,制备的硫化聚丙烯腈表现优异的电化学循环性能和倍率性能。0.5 C首次放电比容量为1497 mAh g-1,循环100周后,放电比容量为1403 mAh g-1,容量保持率为93.7%;3 C时放电比容量为987 mAh g-1,具有良好的倍率性能。（3）基于上述优化实验结果制备的硫化聚丙烯腈复合材料,研究了高硫负载(3.2 mg cm-2)电极在不同集流体（涂碳铝箔、石墨烯涂覆铝箔及微孔铝箔）下的电化学性能。研究结果表明,基于相同电极极片制备工艺,相比于石墨烯涂覆铝箔及微孔铝箔,涂碳铝箔集流体制备的电极表面无明显裂纹。0.5 C首次放电比容量为1338 mAh g-1,循环100周后,放电比容量为1088 mAh g-1,容量保持率为81.3%,优于其它两种集流体。电化学阻抗分析表明,涂碳铝箔电极界面阻抗小,锂离子迁移速率大,有利于提高高硫电极电化学稳定性。