在各类新型二次锂电池体系中,锂硫电池以其高理论比容量(1675 mA h g^-1)和高能量密度(2600 Wh kg^-1)而受到研究人员的广泛关注。另外,单质硫（S）还具有价格低廉,储量丰富,环境友好等优势。因此,硫正极材料被认为是一种非常具有应用前景的电极材料。然而,由于S及放电产物硫化锂（Li₂S）导电性差、多硫化物溶解引发的“穿梭效应”及反应过程伴随的体积膨胀问题严重阻碍了锂硫电池商业化。基于此,本论文研究工作主要集中在锂硫电池正极材料的设计和合成,通过合理的结构设计制备了三种新型硫正极材料并研究了其电化学性能,旨在从根源上解决上述问题。论文主要研究工作如下:（1）为从根源上消除锂硫电池循环过程的“穿梭效应”,本工作通过将S和苝四甲酸二酐（PTCDA）简单共热,使短链S键合到有机碳骨架中形成新型的有机硫复合正极材料。在c-PTCDA/S复合材料中,碳化后的有机骨架提供了快速的电子传输路径;共价键合到PTCDA的线性S大大抑制了长链多硫离子的形成,有效地抑制了“穿梭效应”。通过改变PTCDA与S的质量比制备不同S含量的复合材料,实验结果表明,当PTCDA与S质量比为1.2:1.0时,c-PTCDA/S-1.2电极表现出最优异的电化学性能,在0.5 A g^-1电流密度下,充放循环500次后,容量保持为初始容量的87.3%。（2）基于物理/化学吸附和催化作用的协同效应,本工作设计并制备了铁酸镍空心球@硫/碳柔性自支撑硫正极材料（NiFe₂O₄@S/C）。该复合材料中,碳材料发挥对硫的物理限域作用,同时又充当导电骨架和柔性载体;空心球NiFe₂O₄既能利用自身极化吸附多硫化锂,又能起到加速多硫化物氧化还原反应的作用,因此能够有效抑制“穿梭效应”。NiFe₂O₄@S/C柔性电极表现出优异的电化学性能,在500 mA g^-1电流密度下充放电500圈后,容量保持在700 mAh g^-1,每圈容量衰减率仅为0.059%。倍率性能测试中,在3000 mA g^-1的大电流密度下,仍达到637 mAh g^-1的高放电比容量。（3）为避免体积膨胀问题以及锂金属负极带来的安全隐患,本工作以Li₂S作为正极研究对象,通过原位生长法合成具有核壳结构的Li₂S@TiN复合正极材料。该复合纳米结构中,TiN包覆层通过物理限域和极性化学吸附作用锚定多硫化物,抑制其溶解扩散。同时,由于TiN包覆层优异的导电性和多孔结构可以保证离子/电子快速运输,加速电化学反应的进行。因此,本结构设计可以有效提高Li₂S@TiN复合正极材料的电化学活性和循环稳定性。该电极在0.2 C电流密度下,首次放电比容量为1190 mAh g^-1,200次循环后容量保持为初始容量的60.1%。