在人类的日常生活与生产中,能源是我们不可缺少的一部分,可持续发展是人类共同的愿望与目标。而能源的短缺成为了当今社会发展所要面对的一大重要问题。锂硫电池的理论能量密度为2600 Wh kg^-1,是锂离子二次电池的3⁵倍,是一种极具应用前景的电化学储能系统。此类电池在近年来也引起了研究人员的广泛关注,越来越多的研究人员参与到该项目的研究中。电极材料中活性物质的不导电性、多硫化物的穿梭效应以及锂化过程中的体积膨胀问题一直制约着锂硫电池技术的发展。为了解决这几个问题,本论文首先合成了一种硫@钴/碳（S@Co/C）核壳纳米复合结构,通过引入多孔碳结构和Co金属粒子提高复合材料的导电性,并在此基础上加以改进合成了硫@氧化亚钴/碳（S@CoO/C）以及硫@四氧化三钴/碳（S@Co₃O₄/C）核壳纳米复合结构,通过利用金属氧化物（CoO以及Co₃O₄）对多硫化合物吸附作用和导电碳之间的协同作用,进一步提升锂硫电池的性能。具体研究内容分为以下三个部分:（1）S@Co/C核壳纳米复合结构的制备及其在锂硫电池中的应用以苯乙烯为单体,乳液聚合聚苯乙烯（PS）乳胶微球。以PS为模板,六水合硝酸钴（Co（NO₃）₂·6H₂O）为钴源,盐酸多巴胺为碳源,合成了Co/C纳米空心球结构。然后通过机械研磨、熔硫扩散的方法与硫（S）单质复合,形成S@Co/C核壳纳米复合结构电极。S@Co/C核壳纳米复合结构电极在电化学测试中表现出了较好的倍率特性。同时,在充放电循环测试中获得了较好的库伦效率以及循环稳定性能。在2 C的大电流下循环155圈,容量保留率达到73.56%。（2）S@CoO/C核壳纳米复合结构的制备及其在锂硫电池中的应用以PS为模板,盐酸多巴胺为碳源,合成了空心多孔碳纳米结构。然后原位合成了CoO/C纳米空心结构。通过机械研磨、熔硫扩散的方法与硫（S）单质复合,形成S@CoO/C核壳纳米复合结构电极。S@CoO/C纳米结构具有较好的倍率特性。在2 C的大电流下循环200圈,容量保留率达到64.08%。（3）S@Co₃O₄/C核壳纳米复合结构的制备及其在锂硫电池中的应用以PS为模板,六水合硝酸钴（Co（NO₃）₂·6H₂O）为钴源,盐酸多巴胺为碳源,合成了Co/C空心纳米结构。然后将Co/C空心纳米结构置于马弗炉中氧化,获得Co₃O₄/C空心核壳纳米复合结构。通过机械研磨、熔硫扩散的方法与硫（S）单质复合,形成S@Co₃O₄/C核壳纳米复合结构电极。S@Co₃O₄/C核壳纳米复合结构电极在电化学测试中表现出了良好的倍率特性。同时,在充放电循环测试中获得了较好的库伦效率以及十分优异的循环稳定性能。在0.1 C的电流密度下(1 C=1675 mA h g^-1),首次充电比容量达到了1360.7 mA h g^-1,放电比容量高达1454.5 mA h g^-1。在2 C的大电流密度下循环120圈,容量保留率高达91.71%。S@Co₃O₄/C电极利用Co₃O₄的对多硫化合物的化学吸附、多孔碳壳的物理限制,共同抑制多硫化锂在电解液中的溶解,防止活性材料的流失;同时利用最外层导电碳壳提升了整个电极材料的导电性,获得了出色的电化学性能。该设计有望为锂硫电极在大电流下工作提供解决方案。