锂硫电池因具有高比能、低成本和资源丰富等优势被视为下一代高能量密度电池体系的理想选择之一。然而,硫正极存在的电导性差、放电产物多硫化锂（Li PSs）可溶于有机电解液造成的“穿梭效应”等一系列棘手问题,严重阻碍了它的实际应用。本文设计、制备了多种过渡金属化合物修饰碳基材料作为锂硫电池中活性硫载体以解决上述问题,同时实验结合理论计算详细研究了各种材料的具体作用机制。本论文分为以下三个工作。（1）钴镍双金属磷化物量子点修饰的氧化石墨烯（CoNiP-rGO）复合材料硫载体材料的制备及电化学性能研究。rGO在保证了CoNiP-QDs均匀分散的同时,可同时提高硫电极的电子电导率。CoNiP-rGO-S在比容量和循环稳定性等方面具有明显优势。在1 C电流密度下表现出优异的循环性能,600次循环的平均容量衰减率为0.08%。同时,3 C下表现出598.2 m A h g-1的可逆容量。同时采用密度泛函理论（DFT）计算深入研究了CoNiP的金属性和高活性。此项工作为制备金属磷化物量子点/还原氧化石墨烯复合材料硫载体提供了一种简单而普遍适用的方法。（2）CoOOH修饰的均质多孔空心碳球（CoOOH-PHCS）硫载体材料的制备及电化学性能研究。CoOOH-PHCS不仅可以强烈吸附Li PSs,而且可以作为电催化剂促进Li PSs的转化而抑制“穿梭”。其中,PHCS提供了超高的比表面积、合适的孔体积和均匀的孔径,有利于电解液润湿、储硫和物理锚定Li PSs。同时,PHCS还提供了连续的传输通道,提高了电子电导率。均质介孔结构促进了硫的扩散和吸附,避免了硫在沉积过程中的团聚,有利于Li PSs的吸附和穿梭效应的抑制。CoOOH-PHCS-S电极在1 C下450次循环中,平均每循环衰减率0.04%。此外,利用DFT计算研究了CoOOH的吸附和催化反应机理。（3）Ni/Ni3N修饰空心碳纳米管（Ni/Ni3N-CNT）双异质结构复合硫载体材料的制备及电化学性能研究。探究了Ni/Ni3N-CNT对Li PSs的强吸附和催化转化机理,证明Ni/Ni3N存在可以有效增强反应动力学和抑制穿梭效应。高硫负载下的Ni/Ni3N-CNT-S电极依然具备良好的电化学性能。硫负载为5 mg cm-2时100次循环后,放电容量可保持在439.7 m A h g-1。