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锂硫电池由于其高理论比容量、高理论能量密度、低成本、环境友好等一系列优点被广泛关注。然而,锂硫电池在开发过程中不可避免地面临着一些挑战,如电池寿命低、硫负载率低等。究其原因,主要包括单质硫导电性差、电池寿命低、生成多硫化物易溶于电解液中导致产生―穿梭效应‖等,这一系列问题严重制约了锂硫电池的发展。为此,本论文以锂硫电池正极材料为研究对象,通过引入半导体材料对硫正极进行改性研究,来提升电极材料吸附多硫化物的能力,从而抑制―穿梭效应‖。针对半导体材料和单质硫的导电性差等问题,进一步研究了具有良好电子转移性能的还原氧化石墨烯（rGO）的表面修饰,对锂硫电池电化学性能的影响。主要研究内容如下:1.通过水热法,原位合成石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯（g-CN/rGO）水凝胶,借助冷冻干燥技术,最终构建三维多孔结构复合材料。通过BET后BJH可以确定,氮化碳的引入有效地提高了石墨烯的孔隙结构和比表面积,为纳米硫颗粒的生长提供了大量的成核位点。电化学测试结果表明,相比于纯rGO气凝胶材料,g-CN/rGO-S的循环性能提高20%。g-CN/rGO-S在0.05 C倍率下活化,首圈容量可达～1317 mAh/g,0.2 C倍率下循环500圈后,依旧能保持～647 mAh/g的可逆比容量,每圈的容量衰减率仅为0.1%。2.以盐酸和有机醇类（甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇）为溶剂,采用简单的醇热法合成粒径为220 nm的金红石型TiO2和TiO2/rGO复合纳米材料。通过调节盐酸浓度（0.5 M、1.5 M、3 M）和醇的种类,可以得到不同形貌的二氧化钛颗粒。不同反应时间得到的SEM表明,二氧化钛微球是通过纳米棒的横向生长并组装而成。电化学测试结果表明,相比于单纯TiO2作载硫基体,TiO2/rGO-S在0.2 C（1 C=1675 mAh/g）的倍率下循环100圈后,仍然可以发挥出887 mAh/g的可逆比容量,每圈的容量衰减率仅为0.39%,比单纯TiO2-S材料容量提高17%。3.以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂,采用微乳法联合氧化刻蚀法合成了具有规则立方体形貌的MnO2纳米材料。空心MnO2可以很好的将硫单质束缚在体相内部,减少活性物质硫的流失。而且,过渡金属氧化物对多硫化物具有一定的化学吸附性,能与生成的多硫化物形成Mn-S键,从而减少―穿梭效应‖的影响。rGO的引入为MnO2纳米材料构建了一个导电网络体系,极大增强了材料的电子传输效率,从而达到降低内阻的作用。电化学测试结果表明,S@MnO2半电池和S@MnO2/rGO半电池均表现出良好的“宿硫”性能—即减少硫的流失。在0.2 C倍率下,S@MnO2/rGO首圈可以发挥1214 mAh/g容量,为硫电极理论容量的72.5%。通过倍率性能测试可以看出,S@MnO2/rGO/Li在高倍率充放电下仍可保持较高的比容量,具体表现为:在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C、2 C和3 C倍率下分别发挥出～1137mAh/g、～1037 mAh/g、～888 mAh/g、～697 mAh/g、～594 mAh/g和～497 mAh/g的可逆放电比容量。以上研究结果表明,C3N4、TiO2、MnO2等半导体不仅仅具有光催化性能,还具备优异的储锂、―宿硫‖性能,将半导体材料改性修饰后可应用于锂硫电池,这对于储能材料的发展,将起到一个指导性的作用。