锂硫（Li-S）电池因其高的能量密度(2600 Wh kg^-1)和硫电极具有高的理论容量(1675 mAh g^-1)以及硫元素具有低成本、自然界丰富和无毒等显著优点,吸引了人们越来越多的关注,有望成为最有前途的电池候选者之一。但还存在一些困难,多硫化物在电化学循环过程中溶解于电解液中导致的穿梭效应,导致循环性能差,容量衰减严重;硫和低阶多硫化物的低导电性导致活性物质利用率低。这些都严重限制了锂硫电池的实际应用。本文提出一种新策略,利用微模板诱导技术和后续的高温碳化过程成功地制备了镉掺杂炭气凝胶,形成具有均匀连通多孔结构的球形炭气凝胶。所制备的材料具有较大的比表面积和良好的导电性。复合硫电极材料作为阴极材料具有较高的放电容量和良好的循环性能。特别是硫含量为78.9 wt%的P2-Cd-CA/S电极,在0.2 C下的初始放电容量为1318 mAh g^-1,在0.5 C下的初始放电容量为1189mAh g^-1,300次循环后仍保持871 mAh g^-1。优异的性能主要归因于微模板和CdO的协同作用:微模板（3,4,9,10-苝四羧酸二酐）的诱导石墨化作用和均匀分布的CdO对多硫化物的强锚定作用。此外,第一性原理的理论计算进一步支持了CdO与多硫化物之间的强吸附作用和验证了锚定机理。本课题利用苝四甲酸锌为模板,通过溶胶-凝胶反应和碳化工艺,成功地合成了经模板诱导生长的锌掺杂炭气凝胶（Zn-CA）。苝四甲酸锌掺杂能同时有效调控炭气凝胶的结构和实现ZnO对多硫化物的强锚定作用。另外,利用聚乙二醇（PEG）修饰Zn-CA所得到的Zn-PEG-CA复合材料具有丰富的交联通道,能够容纳更多的活性物质。Zn-CA/S和Zn-PEG-CA/S电极呈现出优良的电化学性能。特别地,载硫量为79.6 wt%的Zn-PEG-CA/S在0.2 C下首次放电容量达到1209 mAh g^-1,在0.5 C下的初始放电容量为1075 mAh g^-1,300次循环后仍保持72.2%。炭气凝胶内部的交联通道增多和对多硫化物的吸附力增强,这些优异的性能主要是归因于PEG的调控作用以及苝四甲酸锌的双重作用:模板诱导作用和ZnO对多硫化物的强吸附作用。