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随着手机电脑、移动设备、电力储能系统等装置的广泛应用,以及化石燃料等能源的日益枯竭,发展高能量密度可充电电池的任务迫在眉睫。在所有可用的能源储存系统中,可充电锂离子电池在便携式电子比如手机、平板等诸多方面发挥了重要的作用,但是不能进一步满足新能源的需求,比如便携式电子、电力交通等。锂硫电池,其能量密度(2600 Wh kg-1)和理论比容量(1675 mAh g-1)都非常高,因此成为下一代最具有潜力的电池。不仅如此,自然界中硫资源储存丰富,硫本身无毒对环境污染小,且成本低。本文通过不同的方法制备了不同的材料以及设计构筑硫电池来提高电池的性能。1.NanoS@PANI/G复合材料的制备以及在锂硫电池上的应用三明治NanoS@PANI/G复合材料通过简单的方法可得：聚苯胺通过苯胺原位聚合在石墨烯片上,同时硫代硫酸钠和盐酸反应生成硫颗粒沉积在聚苯胺导电层上,生成三明治结构的NanoS@PANI/G复合材料。我们运用XRD、TG、SEM、TEM和XPS等测试方法及表征手段对材料进行物相、成分、形貌和结构分析,最后将材料组装成锂硫电池并用电池测试系统对电池进行了电化学性能的测试。数据结果表明,电池首次放电容量高达1625 mAh g-1,循环100圈后可逆容量保持在600 mAh g-1左右。这主要归因于聚苯胺／石墨烯的导电结构,其伸展性为体积膨胀提供了空间以及多孔结构能够吸附多硫化物。2. S-nanosphere@G复合材料的制备以及在锂硫电池上的应用通过PVP溶液制备了直径大小为400～600纳米的硫纳米球,通过氧化石墨烯和PVP间的静电作用使硫纳米球均匀地被包覆上导电石墨烯片,然后用水合肼将S-nanosphere@G复合材料中的氧化石墨烯还原成石墨烯。我们运用XRD、TG、SEM和TEM等测试方法手段对材料进行物相、成分、形貌和结构分析,最后将材料组装成锂硫电池,使用电池测试系统对电池进行了电化学性能的测试,并探究了循环后的形貌变化。我们分析了石墨烯包覆硫纳米球这种结构对电池的影响。结果表明,在0.2 C电流密度下测试,硫含量为91%的电池首次放电容量为970 mAh g-1,循环了100圈后放电比容量保持在430 mAh g-1左右。3.碳化PAN纳米线碳材料插层的制备以及在锂硫电池上的应用聚丙烯腈为原材料,N-N二甲基甲酰胺为溶剂,采用静电纺丝的方法制备了聚丙烯腈,高温碳化成聚丙烯腈纳米线碳材料作为中间层插在正极和隔膜材料。我们运用XRD、SEM等测试方法手段对材料进行物相、形貌和结构分析,对其组装的锂硫电池使用电池测试系统对电池进行了电化学性能的测试。结果表明,碳化成聚丙烯腈纳米线碳材料夹层一定程度上提高了电池的循环性能和稳定性能。在不同电流密度下充放电,循环100圈后放电比容量保持在300 mAh g-1左右。