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日益普及的便携式电子产品和快速发展的电动汽车,对二次电池的能量密度和性能也提出了越来越高的要求。为了满足新能源产业发展紧迫需要,目前掀起了一股锂硫电池的研究热潮,因为锂硫电池具有超高的理论比容量和比能量。然而,锂硫电池在真正应用前,在正极材料的研究方面还有一些问题亟待解决,例如活性物质-硫及其放电产物Li2S2和Li2S的绝缘性、硫正极在充放电过程中产生的体积应变,以及中间产物溶解扩散而引起的“穿梭效应”等,导致锂硫电池活性物质利用率低、循环稳定性差。针对上述问题,本文对碳硫复合材料中的碳材料入手,主要利用酵母作为碳材料前驱体,并对其进行改性制备出不同的酵母基碳微球材料,旨在解决锂硫电池所面临的问题,提高电池的电化学性能。首先,本文采用水热碳化法制备了中空多孔的酵母基碳微球（HYC）,元素分析显示该碳基材含氮量为8.52 wt%,该微球载硫之后得到碳/硫复合材料,其表面包覆一层还原氧化石墨烯得到改性碳/硫复合材料（rGO@HYC/S）。电化学测试表明,rGO包覆改性的复合材料0.2 C倍率下经过200次循环后容量高达921 mAh g-1,平均每圈的衰减率低至0.094%,在2 C高倍率下循环300圈的衰减率更低至每圈0.08%。优异的电化学性能得益于氮掺杂中空酵母碳可以存储硫单质并限制多硫化物的扩散,石墨烯可以确保电子和锂离子的快速传输,也可以作为第二道屏障留住溶解的多硫离子。该实验结果为锂硫电池正极材料的研究提供了一种简易可行的方法。此外,本文还用生物吸附的方法分别将铜和锌两种金属掺杂到了酵母基碳材料中,高温碳化后得到两种金属掺杂酵母基碳材料（Cu-HYC和Zn-HYC）。材料的表征结果显示,两种材料都含有丰富的介孔结构以及氮元素,并且各元素均匀分布。铜元素主要以铜单质的形式存在于铜掺杂复合微球内,铜掺杂可以增强碳骨架强度,提高硫正极的导电性。锌掺杂复合材料中锌元素以氧化锌的形式包裹酵母碳外部,包覆层一方面可以截留流失的多硫离子,另一方面氧化锌可以与多硫化物形成强的结合,减弱“穿梭效应”的影响。热熔载硫后用于锂硫电池,两种材料都表现出优于HYC的电化学性能,在0.2 C的倍率下循环100次之后,Cu-HYC和Zn-HYC电极仍各保留了高达896 mAh g-1和993 mAh g-1的高容量,在1 C的大电流充放电过程中Cu-HYC电极库伦效率一直稳定在99%左右,Zn-HYC电极稳定在97%左右。