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锂硫电池因具有较高的理论比能量而成为目前最具开发前景的二次电池体系之一。目前锂硫电池存在活性物质利用率低、循环寿命低、倍率性能差和安全性低等问题，严重阻碍了其应用。要解决上述问题，提高单质硫的导电性、抑制电极反应中的飞梭效应势在必行，因此能抑制多聚硫化锂溶解、导电性能良好复合正极材料的筛选以及电解液的改进成为研究关键点。本文首次探讨了聚萘用作锂硫电池正极材料的可行性；改进了石墨烯/S、多孔碳/S复合材料的制备技术，提升了锂硫电池的性能；研究了电解液添加剂改善锂硫电池的性能效果，并分析了相关机制。主要研究内容如下：（1）聚萘/硫（PPN/S）复合正极材料的制备与性能研究。以3,4,9,10-二萘嵌苯四甲酸酐(PTCDA)为原料，采用管式炉煅烧法制备了导电聚合物聚萘（PPN），并采用IR、Raman、XRD和元素分析等方法对PPN进行了结构表征；采用化学沉积法制备PPN/S复合正极材料，并分析了其电化学性能：在400mA·g-1电流密度下充放电，PPN/S复合正极材料首次放比电容量达到1145.9mAh·g-1，200次循环后容量保持率为59%；倍率性能测试表明，即使在1600mA·g-1（1C）大电流密度下，其10次循环放电比容量仍然保持有735mAh·g-1，当电流密度回到200mA·g-1，放电比容量回到850mAh·g-1，这表明PPN/S复合材料具有良好的循环性能和倍率性能。（2）多孔碳/硫复合正极材料的制备及其电化学性能研究。将多孔碳经活化氧化处理，制备活化氧化多孔碳/硫复合正极材料（AOPC）/S，分析了其电化学性能；400mA·g-1电流密度下充放电，AOPC/S首次放电比容量为1266mAh·g-1，100次循环容量保持率为68.3%。制备负载48.8%、64%和76%S含量的AOPC/S复合材料，考察了载硫量对复合材料电化学性能的影响，充放电性能测试表明含硫量为48.8%的复合材料具有最佳的循环性能。（3）石墨烯/S复合正极材料的制备及其电化学性能研究。以MCMB为原料，采用Hummers法成功制备了具独特手风琴结构的石墨烯（G）。采用KOH高温处理制备了活化石墨烯（AG），然后通过化学沉积法制备出AG/S复合正极材料。AG/S与G/S比较，具有更优的放电容量和循环稳定性，表明经活化后复合材料具有更佳的电化学性能。在400mA·g-1和1000mA·g-1的充放电电流密度下，AG/S200次循环后容量保持率分别为62.6%和54.7%，库伦效率也都在95%以上；通过改变充放电电流密度来考察AG/S的倍率性能，发现随着电流密度由400mA·g-1逐渐升到大5000mA·g-1时，放电比容量由最初的1200mAh·g-1降低到250mAh·g-1左右，当电流密度再回复到400mA·g-1时，放电容量回到1080mAh·g-1，实验结果表明AG/S复合材料具有良好的倍率性能。（4）添加剂对锂硫电池性能影响及机理分析。PPN/S电池电解液中添加5mg S粉，能有效提高其循环稳定性，200次循环后放电容量仍有948.2mAh·g-1；通过对200次充放电循环后的电池正负极极片进行SEM观察，发现添加S粉更易于在负极形成钝化膜，阻止锂枝晶的生成，同时在正极上能起到减少Li2S和Li2S2等不溶物的沉积，减少活性物质的损失，有效提高电池的电化学性能。在AOPC/S电池电解液中添加不同含量的LiNO3以研究其对C/S电池性能的影响，发现当LiNO3的含量为0.1mol·L-1时，AOPC/S的首次放电比容量为1228.6mAh·g-1，50次循环后容量保持率为85.8%，能有效提高电池的循环稳定性。(5)纳米二氧化钛/碳硫复合材料的制备及其性能研究。采用热处理法制备了米二氧化钛/碳硫复合材料。TiO2-CS复合材料首次放电比容量为1010.1mAh·g-1，100次循环后放电比容量为801.3mAh·g-1，容量保持率为79.3%，与碳硫材料相比具有更优的比容量和循环性能。