在资源紧缺、亟需开发新能源的大环境下,纳米纤维素因为其在自然界中的广泛分布、自身的独特结构以及优良的性能而成为一种有发展前景和可持续发展的纳米材料。而锂硫电池作为储能系统的一种,虽然尚处于研究发展阶段,但是其原材料硫的环境友好性、优越的理论比容量以及体积能量密度使得锂硫电池成为一种值得研究、有前途的储能系统。然而,锂硫电池存在一些致命的缺陷:硫及硫电极反应的产物Li2S都是绝缘体,由于硫及其产物的密度差异导致充放电过程中电极容易粉化,硫发生电极反应后得到的多硫化物易溶于电解质而发生穿梭效应。因此,进一步研究锂硫电池,克服锂硫电池的缺陷对于加快锂硫电池的商业化进程具有重要的现实意义。本论文籍以纳米纤维素的特殊的结构性能来改善锂硫电池正极材料的缺点,为锂硫电池的研究开发一条新的路径,其具体工作主要表现在以下几个方面。（1）以富含纤维素的杨木为原材料,通过酸解和机械相结合的方法提取和分离纳晶纤维素,探索纳晶纤维素提取和分离的最佳工艺,并用红外光谱、X-射线晶体衍射（XRD）和高分辨的透射电镜（HRTEM）等技术对分离得到的纳晶纤维素进行了表征。结果表明酸解和机械相结合的方法能有效提取和分离生物质中的纤维素,而且可以得到纤维素中的纳晶部分。此方法简单、易操作,而且环境友好、节能,易于在工业中实现。（2）以制备的纳晶纤维素为基材,用化学试剂Na2S2O3为活化剂,通过化学活化碳化的方法制备纳晶纤维素基碳硫复合材料,用N2物理吸附仪和高分辨透射电镜（HRTEM）对制备的纳晶纤维素基碳硫复合材料进行了表征。结果表明所制备的碳硫复合材料的比表面积高达766 m~2/g,具有非常丰富的孔隙,所制备的碳材料能保持纳晶纤维素的晶型。以此为基础,通过熔融硫升华的方法制备高含硫量的碳硫复合材料,用热重表征技术进行了表征。结果表明所制备的碳硫复合材料含硫量高达81.74 wt%。为进一步研究锂硫电池提供了保证。（3）以制备富含硫的碳硫复合材料为锂硫电池的正极材料,研究了碳硫复合物的电化学性能。结果表明纳晶纤维素基碳硫复合材料在0.1 C倍率条件下首周放电比容量可达320 m Ahg-1,在充放电180周后其比容量保持在120 m Ah g-1,而且其库伦效率始终保持在99%以上。循环伏安结果说明了纳晶纤维素基碳硫复合材料的循环稳定性和电化学可逆性比较好,表现出比较小的电极极化。交流阻抗谱的测试结果表明碳硫复合材料的电阻比较小,说明了纳晶纤维素基碳硫复合材料的导电性得到了改善。