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锂硫电池（LSB）被认为是最有希望的下一代锂电池,具有很高的理论比容量(1675m Ah g-1)和能量密度(2500 Wh kg-1),有希望突破传统锂离子电池能量密度的限制。不仅如此,作为正极活性物质的单质硫具有储量丰富,来源广泛及低毒无公害等商业竞争优势。但是硫的导电性很差,其电化学反应产生的多硫化物（LIPS）穿梭会引起容量衰减,更糟糕的是,迁移的LIPS会降解为绝缘硫或包裹电极表面的Li2S,导致内部电阻飙升和“死”硫产生,造成LSB电化学反应环境恶化,最终导致LSB的使用寿命极短,给实际应用带来很大的挑战。（1）为了将催化剂附载在碳纳米管薄膜（Carbon Nanotubes Macrofilm,CMF）内部,本文将（偏钒酸铵）NH4VO3纳米颗粒喷入并渗透到碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）气凝胶中后,可获得一种轻而柔韧的复合薄膜。因为小颗粒可有效地分散到具有高表面活性的气凝胶中,所以NH4VO3粉末均匀地附着到CNTs上。通过重复这些步骤然后辊压来制造具有可变厚度的复合薄膜。通过对NH4VO3/CMF热处理,可获得均匀且柔韧的V2O5/CMF薄膜。此外,V2O5/CMF薄膜非常轻薄。电化学反应过程中,电子可从获得的均匀催化剂中有效转移,通过导电性优异的CNTs网络转移出去。（2）V2O5/CMF薄膜作为催化层放在隔膜和正极之间,在放电过程中Li+会嵌入四面体V2O5中,生成八面体组成的ω-Li3V2O5（ω-LVO）,形成Li、V和O为中心的极化位点,可作为有效的LIPS固定剂来抑制可溶性LIPS穿梭。柔性薄膜在电化学反应中可容纳活性材料的体积膨胀。这种结构可极大地消除穿梭效应并显着提高LSB中的电化学氧化还原动力,使得电池的电荷转移电阻低至5.9Ω。因此,所获得的电池在3 C的高电流密度下工作,库伦效率接近100%,500次循环后仍可提供771 m Ah g-1的高可逆比容量。（3）为了解LSB的化学反应动力增强的机理。通过密度泛函理论计算,显示了不同LIPS和催化层间的吸附能力。ω-LVO中Li、V和O的多极化中心可有效地吸收和捕获LIPS,然后催化它们向短链硫转化。由于催化剂中的元素组成是较轻的元素,极性位点的数量会相对同类催化剂更多。原位紫外光谱结果中的蓝移和超低Tafel斜率表明,即使催化剂负载量较低,LSB的反应动力学行为也有所增强。因此,成功实现了具有低内阻、高倍率能力和大容量的750 m Ah软包电池的实际应用。本文通过多极化中心导电催化网络,促进了LSB中电子和离子高效传输过程,提高了可溶性LIPS的利用率、界面吸附能力和反应动力。从而成功地实现了低内阻、高速率能力和长寿命的LSB应用。缩小了LSB与其理论容量之间差距,为LSB未来商业化提供了一条新的途径。