近年来,化石能源资源日渐枯竭,相关工业应用更是带来了严重的污染问题和全球温室效应,因此,人们对高效、便携且经济的电能存储系统的猛增需求极大地促进了可充电电池的发展。锂硫电池与知名的Ni-Cd电池系统相比具有更大的优势,其理论比容量高（1672 mAh/g）、能量密度高（2600 Wh/kg）、成本更低和对环境友好。由于这些特点,锂硫电池极有可能是现代电化学领域最有希望的高效储能设备之一。然而,Li-S电池充放电过程中的高内阻、体积的大幅变化、锂晶枝的不可控生长、两极材料的高消耗等问题严重阻碍了锂硫电池大规模的应用。尤其是Li-S电池充放电过程中产生的多硫化物易于溶解到有机溶液中（即穿梭效应）导致两极材料高消耗,因而极大限制了Li-S电池的应用前景。为了缓解Li-S电池中存在的穿梭效应,一个可行的策略是利用锚定材料有效固定锂硫电池中多硫化物。因而,高稳定性和高化学活性的锚定材料对于抑制锂硫电池中的穿梭效应是十分必要的。为此,本文通过表界面改性等策略提高石墨烯材料对锂硫电池中多硫化物的锚定作用,进而最大程度抑制锂硫电池中所面临的的穿梭效应。具体内容如下:（1）通过密度泛函理论（DFT）计算,我们选择了实验上已经合成的金属-N₄/石墨烯（金属包括Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu）作为锚固材料,以探索其在锂硫电池上潜在的应用前景。我们的结果表明,Cr-、Mn-、Fe-、Co-、Cu-N₄/石墨烯可以与Li₂S_n物种产生适度地相互作用,吸附能在0.95-1.92eV之间（对于长链Li₂S_n）,并且它们的电导率也得到很好的保留。因此,在石墨烯中引入合适的金属-N₄基团进行改性处理可以大大增强其对Li-S电池的锚固作用,从而抑制不必要的穿梭效应。（2）通过密度泛函理论（DFT）计算,从理论上设计了一类异质结构作为Li-S电池的锚定材料,该异质结构是由过渡金属二硫化物或二硒化物（MoX₂,X=S和Se）单层和B或N掺杂的石墨烯堆叠构成的。我们发现这些异质结构对可溶性Li₂S_n物种表现出出色的锚定性能,吸附能从1.20eV到2.05eV（对于长链Li₂S_n）,避免了Li₂S_n物种溶解到电解质重并且保证了结构的完整性。因此,我们设计的异质结构材料是一类新的有前景的Li-S电池锚固材料。