随着电子产品的多功能化以及纯电动汽车的发展,对能源存储系统提出了新的要求:价格低廉、循环寿命长、安全稳定性高,同时兼具高能量密度、高功率密度以及环保等特点。基于以上要求,锂硫电池被广泛认为是最具有应用前景的下一代高能量密度二次电池之一。然而锂硫电池本身存在的一些缺陷阻碍了其商业化的进程:单质硫和放电产物硫化锂是电子绝缘体,充放电过程中体积应变以及产生的多硫化物导致的“穿梭效应”,材料含硫量、极片面载硫量双低和锂枝晶等问题。本论文针对上述问题,从复合材料的制备方法和具有特殊结构载体材料两方面入手,研究了电沉积法制备的碳硫复合正极材料和二氧化钛纳米管与硫复合正极材料,从材料制备、微结构与电化学性能等方面进行了探讨,主要结果如下:(1)采用高温煅烧法,以木棉纤维为碳源,成功制备了新型瓦片状结构的无定形碳(KFCNF),并以其为储硫载体材料。探讨了电沉积和热扩散两种不同储硫方法对碳硫复合材料微结构和电化学性能的影响。研究发现,采用电沉积法在碳片表面可获得小粒径、分散均匀的硫颗粒,而热扩散方法的硫是包覆在碳片表面的。电沉积制备的复合材料在100 mA g-1电流密度下,首次放电容量可达1199.7mAh g-1,经200次循环后仍能保持623.0 mAh g-1,热扩散法制备的复合材料首次容量为714.7 mAh g-1,200此循环后为367.7 mAh g-1,电沉积法表现出来的复合材料电化学性能较好源于电沉积所形成的硫颗粒利用率较高,并且与碳载体存在较强的化学键合作用,一定程度上抑制硫的流失。(2)采用不同阳极氧化时间制备的二氧化钛纳米管为储硫载体材料,通过热扩散工艺制备了复合材料,分别记为TiO2/S-1h,TiO2/S-3h和TiO2/S-5h。探讨了不同阳极氧化时间对复合材料微结构和电化学性能的影响。研究发现,阳极氧化时间为3 h的复合材料中二氧化钛纳米管形貌整齐规整,纳米管管径均一,硫均匀分布在纳米管中;而阳极氧化时间为1 h的样品氧化时间过短,纳米管管径分布不一,硫覆盖在二氧化钛纳米管表面;阳极氧化时间为5 h的样品,氧化时间过长,纳米管结构遭到破坏。TiO2/S-3h的样品在电流密度为100 mA g-1下,首次放电容量可达734.3 mAh g-1,200次循环后容量保持率为63.9%,相比于其他两个样品表现出更好的循环稳定性和倍率性能,源于3 h制备的二氧化钛纳米管结构与形貌保持完整,硫均匀地存储在纳米管内,一定程度上抑制了多硫化锂的溶解和放电产物的体积应变。