锂-硫电池理论比能量高达2600Wh/Kg,远高于目前所使用的二次电池的比能量,而且具有环境友好、价格低廉等优点,有望成为下一代商业化二次电池。但是,活性物质单质硫及其最终放电产物导电性差、放电中间产物多硫化物在电解液中产生“穿梭效应”及放电过程中的体积膨胀等原因导致了其活性物质利用率低、循环性能差,限制了锂-硫电池的应用。近来研究者们发现金属化合物对提升锂-硫电池正极相关材料的性能有较好的作用。我们制备并表征了四种金属氢氧化物包覆的碳硫正极复合材料的性能,同时制备并表征了负载氧化镁的细菌纤维素中间层的性能,研究了以上两类材料对电池循环性能及倍率性能的影响,主要结论如下:1.金属氢氧化物改性正极材料研究。利用水热法在制备的碳硫复合材料表面分别生成一层纳米氢氧化铝、纳米氢氧化钴、纳米氢氧化铈和纳米氢氧化镍包覆层,将其制备成正极极片,保证载硫量在2.5mg/cm2,组装成电池后进行电化学性能测试。结果显示,纳米氢氧化铝包覆的碳硫复合材料的循环性能最好,首次放电比容量为1192mAh/g,经过80圈循环后放电比容量保持在797mAh/g,容量保持率为67%,较碳硫复合材料和其他金属氢氧化物包覆的碳硫复合材料均有显著提高,而且也显示了很好的倍率性能。此外,经过纳米金属氢氧化物处理的碳硫复合材料相比未处理的碳硫复合材料性能均有所提高。2.细菌纤维素/氧化镁中间层研究。通过原位反应在细菌纤维素表面生成氢氧化镁,碳化后得到细菌纤维素/氧化镁中间层复合材料。将其组装成载硫量2.5mg/cm2以上的电池进行电化学性能测试,显示了优良的循环性能和倍率性能。装配有细菌纤维素/氧化镁中间层的电池相比不含中间层和含有细菌纤维素中间层的电池有着最好的循环性能,其首次放电比容量高达1334mAh/g,循环100圈后放电比容量仍有922mAh/g,容量保持率为69.1%,而且有着最好的倍率性能,在1.5C充放电条件下,放电比容量仍有304mAh/g。细菌纤维素/氧化镁中间层很好地改善了电池的性能。