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单质硫的理论比容量高，是新一代高能二次锂电池中有应用潜力的正极材料。但由于其电子和离子的绝缘性以及溶剂可溶性，锂／硫电池的活性物质利用率低，容量衰减快。因此硫单质硫正极材料必须和导电剂有很好地接触。本论文设计并制备了活性炭一硫，导电聚合物-硫，氧化物-硫三类复合材料作为锂电池正极用电化学活性物质，借助X-射线衍射和扫描电镜对样品的结构形貌进行表征，通过恒电流充放电、循环伏安、电化学交流阻抗等电化学测试研究了复合材料的电化学性能。通过热处理方法制备单质硫-活性炭复合材料，当单质硫含量为78.2％时，首次放电比容量高达1057.8mAh·g-1，30次循环后仍可保持在400mAh·g-1左右。氧化物-硫复合材料包括二氧化钛-硫，五氧化二矾-硫和二氧化铈-硫三种材料：采用五氧化二钒改性的硫材料，首次放电比容量达844.68mAh·g-1，样品循环容量衰减明显改善，30次后比容量保持在696.71 mAh·g-1；而物理混合法制备的二氧化钛-单质硫复合材料，初始放电比容量为600.83mAh·g-1，30次循环后比容量为419.34mAh·g-1；化学沉积法二氧化铈-单质硫复合材料中CeO2在硫颗粒表面形成了一层膜，复合材料在电流密度为0.2 mA·cm-2的条件下充放电，首次放电容量达到731.25mAh·g-1，经过30次充放电循环后，容量保持在468.39 mAh·g-1，电化学阻抗谱表明，CeO2的包覆使得电化学反应阻抗减小了。导电聚合物-硫复合材料包括聚苯胺-硫和聚氧化乙烯-硫两种材料。原位聚合法制备的聚苯胺包覆硫复合材料，以0.2mA·cm-2电流密度充放电，含聚苯胺为15％的聚苯胺／硫复合材料的首次放电容量为1134.01mAh·g-1，比未改性硫电极增加了82.42％；充放电循环30次后放电电容量为526.89 mAh·g-1，容量衰减仅为明显减少。当充放电电流密度提高到0.3mA·cm-2，0.4mA·cm-2时，聚苯胺-硫复合材料的放电容量分别为704.81mAh·g-1，194.77mAh·g-1。改性后的聚苯胺-硫复合材料的电化学性能得到了较大的改善。聚氧化乙烯-单质硫复合材料是通过热处理的方法制备的，PEO与单质硫质量比为1：3时，首次放电比容量为843.45mAh·g-1，到第30次放电时，比容量为438.64 mAh·g-1，大于已经商业化的锂离子正极材料LiMn2O4和LiCoO2的理论比容量。结果表明，PEO不仅能够起到导电剂的作用，而且其网络结构对再生硫的团聚起到抑制的作用。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物Li4Ti5O12是一种“零应变”材料。具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景。本文选用Li2CO3作为锂源，与活性较高的无定型TiO2固相法合成了锂钛复合氧化物Li4Ti5O12，研究了考察温度，时间，比例关系等合成条件对其结构及电化学性能的影响。Li2CO3过量8％，在800℃的煅烧温度下保温24h制备的Li4Ti5O12首次放电比容量163mAh·g-1，60次充放电循环后为156.0mAh·g-1，容量保持为95.6％。固相法制备了C改性的Li4Ti5O12，以LiCoO2为正极组装为全电池，当电流密度为0.1mA·cm-2，电池的初始放电比容量为122.9mAh·g-1，100次后比容量衰减仅为3.43％。当电流密度增大时，容量呈下降趋势，但是容量衰减率逐渐减小了。物理混合法和化学沉积法制备SnO2改性Li4Ti5O12复合材料，并将这两中方法与未改性的Li4Ti5O12进行了对比，物理混合法能有效地抑止Sn体积的膨胀，表现出更好的循环性能，15次循环后，比容量为207.7mAh·g-1。Sb2O3掺杂改性Li4Ti5O12得到复合材料Li4Ti5-xSbxO12进行测试，提出了可能的反应机理。结果显示，掺杂后x=1材料的首次放电容量高达595·84mAh·g-1，首次充放电效率为45.7％，存在首次不可逆容量损失，经过20次充放电循环后，比容量保持在249.57 mAh·g-1，具有较好的循环性能，是一种较好的锂离子电池负极材料。