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随着清洁能源、便携式电子设备及电动汽车的快速发展,人们对高性能储能器件的需求越来越迫切。与目前广泛应用的锂离子电池相比,锂硫电池具有高理论比容量(1675 mA h g-1)、高能量密度(2600 W h kg-1)、原料储量丰富、环境友好、价格低廉等优点,是一种备受关注的高性能新型储能电池。然而,锂硫电池的发展同时也面临巨大挑战:1)硫及其放电产物的绝缘性大大降低了活性物质的利用率;2)充放电过程的中间产物多硫化锂(Li2S4-8)易溶于醚类有机电解液,会随着电解液透过隔膜在硫正极和锂负极之间穿梭,与锂负极发生不可逆的副反应,即所谓的“穿梭效应”,导致较差的循环稳定性和库伦效率;3)充放电过程中电极材料的体积膨胀/收缩会导致电极结构不稳定,也是制约锂硫电池性能的重要因素。针对锂硫电池存在的问题,本文利用静电纺丝方法结合高温处理制备了一种新型的氧化钨修饰的氮、硫共掺杂碳纳米纤维夹层（WO3@NS-CNFs）来有效阻碍充放电过程中的穿梭效应,提高锂硫电池的循环稳定性。主要研究内容如下:（1）通过静电纺丝结合高温处理的方法制备了NS-CNFs和WO3@NS-CNFs多功能夹层,置于隔膜与硫正极之间。对比电化学性能发现,使用WO3@NS-CNFs夹层的锂硫电池明显具有更优的循环稳定性和倍率性能,这可以归因于WO3和NS-CNFs的协同作用。一方面,NS-CNFs可以改善硫电极的导电性,有利于电子和离子的快速转移,同时还可以作为物理屏障阻碍多硫化锂的穿梭。另一方面。极性的WO3可以提供充足的结合位点,更大限度地吸附多硫化锂,并提高其氧化还原反应动力学,从而改善锂硫电池的电化学性能。使用WO3@NS-CNFs夹层的锂硫电池展现了杰出的循环稳定性:在0.2 C电流密度下循环100圈后具有1080mA h g-1的放电比容量;在0.5 C电流密度下循环200圈后可逆比容量依然保持870mA h g-1（每圈循环容量衰减仅为0.1%）。（2）为进一步探讨不同WO3含量的夹层对锂硫电池电化学性能的影响,通过改变前驱体溶液中钨盐的比例,制备得到三种不同浓度的WO3@NS-CNFs夹层。详细研究了不同WO3含量对样品形貌、结构和电化学性能的影响,从而得到最优性能的WO3@NS-CNFs-0.1夹层,并分析了不同WO3含量对电化学性能影响的原因:WO3@NS-CNFs-0.05由于WO3浓度较小,提供的吸附位点较少,对多硫化物的吸附能力有限;WO3@NS-CNFs-0.2由于WO3浓度过大,不能均匀分散在碳纤维中反而出现了团聚现象,也不利于对多硫化物的充分吸附。使用WO3@NS-CNFs-0.1夹层的锂硫电池表现出优异的电化学性能:即使在高硫载量3.2 mg cm-2,电流密度为0.5 C时循环100圈后依然具有740 mA h g-1的高放电比容量。