锂硫电池由于其超高的理论能量密度(2600 Wh kg-1)和正极硫的廉价性而被认为是下一代储能新技术的有力竞争者。然而硫自身的性质及其电化学行为引起了许多不利因素,尤其是多硫化物的穿梭效应,严重阻碍了锂硫电池的实用化进程。近年来出现了采用电催化剂加速多硫化物转化的新策略,该策略可有效降低穿梭效应影响。在众多催化材料中,过渡金属催化剂由于其较大的比表面积和高活性的催化位点而备受关注,例如Fe、Co基金属催化剂在锂硫电池中都表现不俗。但是在锂硫电池中,硫的氧化还原过程涉及固-液-固多相转化,是一个包含多种中间产物的多步骤复杂反应。高效催化剂的精准设计必须考虑到电池中的这些实际复杂环境。我们分别从以下两方面开展了高效催化载硫材料的构筑工作:（1）尺寸效应对锂硫电池催化转化的影响。在经典异相催化中,金属催化剂的催化活性一般受到其尺寸的影响,但至今尚无确定的理论来指导不同的催化剂在不同的催化反应中的尺寸效应。因此在本章中我们研究了金属Co催化剂的尺寸效应对于催化硫动力学转化过程的功能影响。通过调节双金属ZnCo-ZIFs前驱体中的Zn/Co摩尔比,获得对照材料NC（氮掺杂的碳）,并制备了三种尺度的Co金属催化剂:Co单原子（Co-SAs/NC）,Co原子团簇（Co-ACs/NC）以及Co纳米颗粒（Co-NPs/NC）。根据实验结果和理论计算可知,三者对多硫化物催化转化能力的大小趋势为:Co-SAs/NC＆gt;Co-ACs/NC＆gt;Co-NPs/NC。这是由于随着尺寸的减小,不仅可以暴露出更多的活性位点,而且周围配位原子会改变活性中心原子的电子结构,与硫物种相互作用时具有较强的几何形变,从而降低了吉布斯自由能变。（2）多硫化物多步转化反应的精准催化调控。基于简单的分级锚定策略制备的PC（多孔碳）、FeNC-PC和CoNC-PC催化剂,我们研究了不同金属催化剂对于硫多步转化的催化选择性。实验结果表明,FeNC-PC对于催化短链多硫化物的转化更具优势,比如Li2S 4向Li2S的还原以及Li 2S的氧化;而CoNC-PC则更有利于长链多硫化物的催化转化,如Li2S 8→Li2S 6。这种差异也在电池性能中得到了体现,由于Li2S的转化占据理论容量的3/4,因此FeNC-PC修饰层的电池展现出较好的容量和循环性能。本文的工作将加深我们对于金属催化剂的尺寸效应在锂硫电池中催化功能的理解,从催化剂尺寸出发,提升材料的催化活性。同时可开发具有双催化选择性位点的催化剂,协同加速硫的多步动力学转化,从而提升锂硫电池的性能。