高性能锂硫（Li-S）电池作为下一代储能系统最有前途的候选电池之一,越来越受到人们的关注。然而,硫和硫化锂（Li2S）的绝缘性,硫正极充放电过程中巨大的体积变化,以及多硫化锂（Li PSs）的穿梭效应和缓慢的转化反应动力学等问题导致Li-S电池硫利用率低,电化学性能差,严重阻碍了Li-S电池的商用化发展进程。二硫化钴（Co S2）已被证明可以与Li PSs产生较强的化学键合作用进而在表面有效地捕获Li PSs,然后催化从可溶性Li PSs（Li2Sn,4≤n≤8）向不溶性Li PSs（Li2S2/Li2S）转化,增强Li PSs的氧化还原反应动力学。然而,Co S2的导电性相对较低,并且以颗粒形式存在很容易团聚进而造成吸附活性位点减少。针对以上问题,本文通过结合高导电性、高比表面积的还原氧化石墨烯（r GO）和Co S2纳米颗粒来制备二硫化钴/石墨烯（CoS2/rGO）复合材料,分别探究了CoS2/rGO复合材料作为改性隔膜功能夹层和自支撑硫正极对Li-S电池循环性能的影响。具体研究内容如下:（1）利用高效的微波水热法制备CoS2/rGO复合材料,并将其涂覆在商用聚丙烯（PP）隔膜上作为限制穿梭效应的功能夹层以改善Li-S电池的电化学性能。均匀的CoS2/rGO功能夹层通过物理吸附和化学吸附可以将可溶性多硫化物固定在正极侧,抑制多硫化物的穿梭效应。而且隔膜上的涂层可充当第二集流体以降低电池的内阻,有助于加快氧化还原反应动力学。因此,采用CoS2/rGO改性隔膜的Li-S电池在0.2 C下100次循环后有60%的容量保持,并体现出良好的倍率性能（0.1 C-2 C）。在0.5 C的电流密度下,使用CoS2/rGO改性隔膜的Li-S电池的首次放电容量为963.2 m Ah g-1,循环400次的每循环容量衰减率仅为0.08%,表现出良好的循环稳定性。（2）通过简单的水热法构建了CoS2/rGO气凝胶作为吸附/电催化的自支撑硫载体,以提高Li-S电池的电化学性能。均匀原位生长在r GO片上的Co S2纳米颗粒对Li PSs具有很强的捕集能力,并催化其转化,加速了反应动力学,显著抑制了穿梭效应。高导电性的三维多孔r GO气凝胶为电催化过程和电化学反应确保了快速的离子和电子转移。结果表明,该电极在0.2 C下具有1457 m Ah g-1的高初始容量,在2 C下具有1156 m Ah g-1的高倍率容量,在1 C下400次循环的低容量衰减率仅为0.04%,并且展现了5.7m Ah cm-2的高面积容量(高硫负载量为6.37 mg cm-2)。