为了应对化石燃料过度使用造成的生态环境问题,世界各国都加大了对新型能源技术发展的投入。先进的储能系统在新型能源技术发展过程中起着至关重要的作用。锂硫电池拥有较高的理论能量密度(2600 Wh kg-1),是比传统锂离子电池更有发展前景的储能系统之一。然而,由于受到单质硫的导电性差、活性物质体积膨胀严重以及可溶性多硫化锂（Li PSs）易发生穿梭效应等问题的影响,锂硫电池的循环稳定性和库伦效率都无法满足商业化应用的需求。为了解决上述的问题,提高锂硫电池的电化学性能,本文将钼基化合物与碳材料相结合分别从硫正极材料和隔膜修饰涂层材料两个方面出发对锂硫电池的性能进行了研究。主要内容如下:（1）以立体构造石墨烯（SCG）为载体,采用溶剂热法得到Mo基前驱体,然后通过高温碳化制备了Mo2C-SCG复合材料作为硫载体。孔隙丰富和大比表面积的SCG能够避免Mo2C纳米颗粒的团聚,以暴露更多的边缘活性位点。均匀负载到SCG表面的Mo2C纳米颗粒不仅可以捕获多硫化物,还可以催化Li PSs的氧化还原反应。另外,SCG还可以作为导电介质加速正极的电荷传输。Mo2C-SCG复合材料在提高硫的利用率、缓解正极体积膨胀和抑制穿梭效应方面发挥了重要作用。结果表明,以Mo2C-SCG/S为正极的锂硫电池在0.2 C时表现出1062 m Ah g-1的初始放电比容量,在1C下的放电比容量为828 m Ah g-1,并且在循环500次后还保留了464 m Ah g-1,每个循环的容量衰减率为0.0879%。（2）采用简单的一步水热法,以三聚氰胺海绵为模板,以七钼酸铵和硫脲为反应物,在氧化石墨烯上垂直生长MoS2纳米片,制备了缺陷丰富的1T/2H-MoS2纳米片和N掺杂石墨烯气凝胶（MF-GA-MoS2）复合材料作为隔膜修饰涂层。三聚氰胺海绵减少了氧化石墨烯还原过程中的团聚,并且其水解产物促进了1T-MoS2的产生。富含缺陷的MF-GA-MoS2复合材料不仅能通过良好的导电网络来实现快速的电荷传输,还能利用丰富的边缘活性位点来确保对Li PSs的强吸附作用和催化转化能力。MF-GA-MoS2涂层可以在不影响Li+传输的情况下,很好地限制多硫化物的迁移。结果表明,装配了MF-GA-MoS2涂层隔膜的锂硫电池表现出优异的电化学性能。其在0.2 C时的初始放电比容量高达1323 m Ah g-1,同时在3 C下提供了721 m Ah g-1的放电比容量,并且在800个循环后仍保持在440 m Ah g-1,每个循环的容量衰减率仅为0.0485%。