随着社会工业化程度的不断提高,能源短缺问题是人类迫切需要解决的问题之一。锂离子二次电池由于其高能量密度、温度循环性能和无记忆效应等优点而实现了大规模的商业化应用。但是,锂离子电池的活性材料通常涂敷在集流体上,在长时间的循环过程中,容易产生形变,导致活性材料的粉化甚至脱落,导致电池的循环性能下降,甚至引发安全问题。而薄膜锂离子电池通常采用磁控溅射的的技术,直接将活性物质沉积在衬底表面,其致密程度更高,黏结性更强,可以有效避免以上问题。考虑到硫化锌薄膜负极材料无毒,成本低廉,热和化学稳定性高,和高理论比容量等优点,在第一部分的研究内容中,研究了有望应用于全固态薄膜锂离子电池的硫化锌薄膜负极材料,详细介绍了硫化锌和氧化锌薄膜的制备方法,通过多种材料表征技术探究其形貌结构和物相组成,并将其应用在锂离子电池中对比其电化学性能的差异。相比氧化锌薄膜,硫化锌薄膜表现出更小的极化和更高的循环稳定性,归因于转换反应可逆性的提高。另外一方面,经过几十年的发展,商业化锂离子电池已愈发接近其理论容量,不能满足长途驾驶等的高要求。锂硫电池由于其高理论比容量（1672 mAh g-1）的优点受到了学术界以及产业界的关注。然而,锂硫电池的发展也遇到了瓶颈。比如单质硫的不导电性,反应过程中的体积膨胀/收缩效应,以及多硫化锂的穿梭效应等问题。硫化锌作为极性过渡金属硫化物,能与锂硫电池中间产物多硫化锂形成极性分子键,两者之间的极性分子键能远大于分子间范德华力的作用。而由中间产物多硫化锂地溶解,迁移造成的锂硫穿梭效应是锂硫电池最大的瓶颈之一。因此,在第二部分的研究内容中,通过水热法合成硫化锌/石墨烯复合材料,利用硫化锌/石墨烯作为硫正极的载体来提高其储锂性能,同时通过密度泛函理论（DFT）的计算说明该复合材料对于多硫化物的吸附和催化作用,并将其应用在软包锂硫电池中验证其实用化前景,表明金属硫化物复合材料能有效改善锂硫电池的极化现象。