锂硫电池因其高理论容量和价格低廉等优点而有望成为下一代高能量存储器件,但是一些具有挑战性的问题使其商业化应用受到限制,如硫和硫化锂的低导电性、从硫到硫化锂的巨大体积变化以及出现的穿梭效应。基于此,本论文设计制备了负载TiO₂/TiO插层（即中间层）的多功能碳纸和硫化铜复合硫钴共掺杂碳纳米笼（CSCC）宿主材料来解决以上的问题,具体研究内容如下:1.制备了包含TiO和TiO₂相的复合材料TiO_x-700,作为锂硫电池中间层负载在碳纸上。首先,该中间层可以加速电子的转移,并将多硫化锂与电解液物理隔离。TiO_x-700中间层具有化学吸附极性多硫化物的作用,能有效防止穿梭效应的发生。此外,TiO相可以进一步提高TiO_x-700的电导率,加快动力学进程。由此,我们得到在0.1 C倍率时电池放电比容量为1300 m Ah/g,在0.5 C倍率时放电比容量为1000 m Ah/g,而且在100次循环后,比容量在0.5 C倍率时仍能保持在970 m Ah/g。因此,获得的电池性能较无中间层电池具有很强的竞争力。2.设计并合成了硫化铜复合硫钴共掺杂碳纳米笼（CSCC）,并将其作为硫的宿主材料。首先,碳纳米笼的中空结构可以提供巨大的空间容纳电化学反应过程中硫的体积变化,并将多硫化锂与电解质隔离。此外,硫与钴的共掺杂位点可以化学吸附极性多硫化物,有效防止穿梭效应发生。Cu S提高了CSCC的电导率,加快了电池的反应动力学进程。由此,我们得到电池在0.1 C倍率下放电比容量为900 m Ah/g,0.5 C下比容量为700 m Ah/g,因此该电池电化学性能优异,为先进的锂硫电池开发提供了新的可能。