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随着经济的快速发展,可利用的化石燃料日益枯竭,开发清洁可再生能源成为首要任务。因此,锂硫电池作为电能存储装置开始受到了极大的关注。然而,锂硫电池一直存在着几个难题,例如:活性物质硫电导率低,导致电池的放电容量低以及倍率性能差;锂硫电池在充放电过程中发生严重的穿梭效应,导致电池容量产生严重的衰减;以及体积膨胀问题,导致活性物质与导电材料失去接触等。针对锂硫电池的穿梭效应问题,本论文设计合成具有多硫化物强吸附能力的TiO2纳米片（TiO2NSs）/碳纳米管（CNTs）以及TiO2（B）/还原氧化石墨烯（RGO）复合的隔膜改性涂层,通过物理与化学方法结合达到对多硫化物的双重吸附。同时还针对正极材料中硫负载量低等、导电性差、体积膨胀等问题,设计合成具有柔性网络结构的多孔聚苯胺（PANI）/还原氧化石墨烯（RGO）作为硫正极的载体材料。针对改性隔膜和载体材料进行了材料表征和电化学性能测试。具体研究内容如下:（1）采用剥离法制备具有高比表面积的TiO2纳米片,将其与碳纳米管复合,通过真空抽滤法在隔膜上制备多功能改性涂层。TiO2可以通过形成Ti-S键对多硫化物进行化学吸附并且具有优异的催化性能。具有二维片状结构的TiO2纳米片与碳纳米管相互缠绕形成导电网络结构,在吸附多硫化物的同时提供了更多的反应位点。在0.2 C电流密度下,当TiO2纳米片与碳纳米管的质量比为1:4以及当修饰涂层厚度为14μm时,采用该改性隔膜的电池的首次放电容量达到1247 mAh g-1,具有最佳的放电比容量以及循环性能。通过隔膜特性测试表明该改性隔膜对多硫化物有强烈的吸附能力,显著提高锂硫电池的电化学性能。（2）采用原位水热法合成RGO与TiO2（B）复合材料,真空抽滤沉积至隔膜上,形成改性涂层。通过SEM图发现TiO2（B）均匀的分散在RGO片层上。RGO具有高导电性,将其作为隔膜修饰涂层后能够加速多硫化物的转化,在隔膜与正极间形成导电界面。同时RGO具有许多含氧官能团与TiO2（B）协同从物理与化学两个方面同时吸附多硫化物。纳米尺寸的TiO2（B）沿010方向提供了一个更开放的通道,为锂离子的迁移提供快速的通道。在0.2 C电流密度下,采用RGO/TiO2（B）改性隔膜的电池首次放电比容量为1097 mAh g-1,具有优异的导电性以及缓解了多硫化物的穿梭效应,从而显著提高锂硫电池的循环性能以及倍率性能。（3）采用盐模板合成法制备多孔材料,通过苯胺的氧化聚合形成多孔柔性网络结构的多孔聚苯胺（PANI）。再通过自组装水热以及还原处理得到RGO/多孔PANI复合材料,并将其作为硫的载体材料。柔性网络结构的PANI为电池在充放电过程中硫的体积膨胀提供了减缓的空间。同时,PANI作为导电聚合物能够提高电极的导电性,多孔的结构为锂离子的快速传输提供了快捷的通道,高度多孔互连的网络结构也能够有效的吸附多硫化物。具有高比表面积层状结构的RGO能够使硫均匀分散在载体材料中,为硫提供了更多的反应位点,进而提高硫的利用率。将两种材料通过水热处理后二者产生协同作用,载硫材料RGO/多孔PANI提高了硫的负载量以及抑制了多硫化物的穿梭。