锂硫电池具有超高的理论能量密度(2600 Wh kg-1),且硫资源丰富、成本低廉,被认为是新型电化学储能技术的重要发展方向。然而,硫正极侧存在着诸如活性物质电导率差、充放电期间体积变化巨大、中间产物多硫化锂溶于电解液造成“穿梭效应”及硫物种氧化还原动力学缓慢等问题。本论文以普鲁士蓝类似物为前驱体设计合成双金属氧化物Co Fe2O4,并通过表面修饰或复合改性的方式制备出三类同时具有高电导率、充足容纳空间、化学吸附和催化活性的复合载体材料。借助多种材料表征技术、电化学测试分析和理论计算,研究了其对硫正极电化学性能的提升效果及作用机理。结合碳材料的高电导率和双金属氧化物的强化学吸附特性,提出碳包覆双金属氧化物作为硫正极载体材料的策略。以普鲁士蓝类似物为前驱体,经氧化热处理得到中空结构Co Fe2O4,再以聚多巴胺为碳源进行表面碳包覆获得Co Fe2O4@C纳米笼载体材料。中空纳米笼宿主作为反应器不仅可以容纳大量的硫,防止绝缘的硫颗粒团聚;还能缓解锂化过程中的体积膨胀,避免电极粉化。Co Fe2O4能够通过化学键合作用有效地吸附可溶性多硫化锂,抑制“穿梭效应”。表面碳包覆层能够大幅改善氧化物载体的电导率,加速硫电极的电子转移过程。得益于载体材料的中空结构、高导电性和对多硫化锂的较强亲和力,S/Co Fe2O4@C复合正极材料在2 C电流密度下经历500次循环后,仍具有557 m Ah g-1的放电容量。与高电导率的非极性碳材料不同,导电聚合物同时拥有较高的电导率和极性官能团。基于此,提出导电聚合物修饰双金属氧化物作为硫正极载体材料的策略。以纳米管状普鲁士蓝类似物为前驱体制得Co Fe2O4纳米管,再经聚苯胺表面修饰即获得Co Fe2O4@PANI纳米管载体。导电聚苯胺的较高电导率能够弥补氧化物载体电导率差的缺陷,促进电化学反应过程中电子的转移。同时,聚苯胺进一步增强了载体材料对多硫化锂的化学吸附作用。并且,修饰层使纳米管载体能够承受循环过程中活性物质因体积膨胀/收缩产生的应力,避免纳米管宿主材料破裂粉碎。此外,Co Fe2O4@PANI载体材料对多硫化锂的氧化还原过程具有高效催化活性,能够加快硫物种的电化学反应动力学。得益于复合载体材料的独特结构和性质,S/Co Fe2O4@PANI电极展现出较高的放电比容量、良好的倍率性能和长循环稳定性,在2 C下经过500次循环后其可逆容量依然稳定在583 m Ah g-1。为了避免传统电极片制备工艺所必需的导电剂、粘结剂和金属集流体,将普鲁士蓝类似物前驱体嵌入到碳纳米管纸（CNTP）内,经简单热处理制得三维自支撑结构Co Fe2O4/CNTP载体材料。自支撑载体内的丰富空隙不仅有利于单质硫的均匀负载,还能够很好地缓冲活性物质在循环过程中的巨大体积变化。相互交联的碳纳米管为硫正极提供了高效的电子传输网络,减少充放电过程中的电极极化。碳纳米管纸内嵌入的Co Fe2O4纳米颗粒通过吸附-催化协同作用,能够有效抑制多硫化锂的“穿梭效应”,加速硫物种间的快速转化,提升硫正极氧化还原动力学。S/Co Fe2O4/CNTP一体化自支撑电极呈现出优异的电化学性能,在2 C电流密度下400次循环后仍可提供643 m Ah g-1的比容量,在高硫负载量(9.4 mg cm-2)、贫电解液(6μL mg-1)条件下,经历100次循环后仍具有4.1 mAh cm-2的面容量。