锂硫电池被认为是极具发展前景的下一代二次电池。单质硫作为正极材料,其理论比容量为1675 mAh g^-1,单质锂作为负极材料,其理论比容量为3840 mAh g^-1,构成的锂硫电池平均电压为2.15 V,理论能量密度高达2600 Wh kg^-1,实际能量密度也有望达到当前最先进锂离子电池的2-3倍。此外,硫元素丰度和非毒性使得锂硫电池相比锂离子电池具有成本优势和环境友好性。尽管有诸多优势,锂硫电池仍面临一些技术挑战。本论文以高性能硫正极为目的,设计和制备了具有特殊纳米结构的碳材料作为硫的载体,制备碳/硫复合正极材料,改善锂硫电池的综合性能。主要研究内容如下:（1）采用阳极氧化铝模板获得中空碳纳米纤维,然后将硫注入中空碳纤维中。这种复合正极材料不仅促进了电子和离子的传输,而且缩短了锂离子在电极中扩散的距离,从而提升电极中的动力学反应速率。因此,这种无粘结剂、柔韧的正极材料提高了锂硫电池的电化学性能,在0.5 C倍率下循环95圈后容量仍然保持为603.28mAh g^-1。（2）设计新的方法,利用硫前驱体来合成蛋黄结构碳/硫复合材料,使得硫完全被限制在导电碳壳内,并且硫含量可以得到良好的控制和微调。在蛋黄结构中,硫微球部分占据高导电碳壳的内部空间,使其能容纳硫锂化过程中发生的体积膨胀。这种蛋黄结构复合正极材料获得了稳定的循环性能和优异的倍率性能,在1 C倍率下循环150圈后,容量仍然保持为695 mAh g^-1,在2 C倍率下循环150圈后,容量仍然保持为633 mAh g^-1。