具有高能量密度(2600Wh kg^-1)和高理论比容量(1675 mAh g^-1)的锂硫电池被认为是最具前景的能量存储系统之一,然而,活性材料单质硫（S）利用率低和容量衰减迅速等缺点使得其商业化应用难以实现。氧化锌（ZnO）纳米颗粒具有较大比表面积和较强极性,可对锂硫电池的中间产物多硫化锂（尤其是Li₂S₈）起到有效吸附作用,因此,氧化锌在锂硫电池领域有较大应用潜力,但其分散性和导电性有待进一步改善。为了改善锂硫电池的电化学性能,本文在采用溶胶凝胶法合成氧化锌过程中,分别引入了具有大比表面积和高导电性的碳纳米管（CNT）和石墨烯（RGO）作为氧化锌生长基体,制备了ZnO/CNT和ZnO/RGO复合材料,并分别通过喷雾干燥法和水热法将两种复合材料与单质硫进行复合,获得了ZnO/CNT/S和ZnO/RGO/S复合材料,研究了工艺参数对合成产物形貌结构、物理性质和电化学性能的影响,分析了不同正极材料对锂硫电池性能的影响机理。（1）通过溶胶凝胶法和喷雾干燥法制备了ZnO/CNT/S复合材料,探讨了不同尺寸的ZnO颗粒对ZnO/CNT/S复合材料形貌结构及电化学性能的影响。研究发现,随着ZnO尺寸增大,ZnO/CNT/S复合材料的电化学性能逐渐变差;当Zn（CH₃COO）₂甲醇溶液浓度为0.0211M,KOH甲醇溶液浓度为0.0636M时,ZnO尺寸为7.5nm,此时ZnO/CNT/S复合材料的电化学性能最佳,在0.1C电流密度下,其首次和循环100次后的放电比容量分别达到1275 mAh g^-1和818 mAh g^-1。（2）在确定ZnO尺寸后,研究了ZnO含量对ZnO/CNT/S复合材料形貌结构及电化学性能的影响。研究发现,当ZnO/CNT/S中的ZnO含量为20.2wt.%时,ZnO/CNT/S复合材料的电化学性能最佳,在0.1C电流密度下,其首次和循环100次后的放电比容量分别达到1285 mAh g^-1和840 mAh g^-1。（3）在上述研究基础上,探究了载硫量对ZnO/CNT/S复合材料微观形貌及电化学性能的影响。研究发现,当ZnO/CNT和S的混合质量比为1:5时,ZnO/CNT/S复合材料的电化学性能最佳,其首次和循环100次后的放电比容量分别达到1288 mAh g^-1和850 mAh g^-1。（4）通过溶胶凝胶法和高温还原法制备了ZnO均匀分布于RGO表面的片状ZnO/RGO复合材料,并在此基础上采用喷雾干燥法成功制备了球状ZnO/RGO复合材料,随后通过水热法将两种ZnO/RGO复合材料分别与S复合制备了具备不同形貌结构的ZnO/RGO/S复合材料,研究了合成工艺对ZnO/RGO/S复合材料形貌结构的影响,并对两者的物理性质和电化学性能进行了探讨。研究发现,采用溶胶凝胶法、喷雾干燥法和高温还原法制得的ZnO/RGO复合材料具有空心球状结构,其与硫复合后得到的ZnO/RGO/S复合材料电化学性能较佳,在0.1C电流密度下,首次和循环100次后的放电比容量分别达到1277 mAh g^-1和949 mAh g^-1。