近年来随着电动汽车的飞速发展,对储能电池能量密度的要求不断提升,发展新型高比容量的二次电池具有重要意义。以硫作为正极,理论能量密度高达2600 Wh kg-1,是目前商业化钴酸锂/石墨电池理论能量密度的6倍以上,且硫资源丰富成本低,因此锂硫电池被认为是极具发展前景的电池体系。但由于硫及其放电产物硫化锂导电率低导致反应活性差、放电过程中中间产物多硫化物易溶于电解液,造成锂硫电池面临着循环性能差和库伦效率低等问题。本文围绕硫及其放电产物硫化锂反应活性低这一关键问题,从电催化和光催化两个思路出发,提高了锂硫电池的比容量和循环性能,为高能量密度锂硫电池的设计提供科学依据。取得主要结果如下:（1）从电化学催化的角度着手设计,采用金属元素掺杂的碳材料作为催化剂,增强了锂硫电池中的多硫化物氧化还原反应动力学。制备了一种氮和钴掺杂的多孔碳材料（CNC）,利用CNC材料对锂硫电池的正极材料和商业隔膜进行改性,作为化学锚定中心的钴和氮不仅增强了多硫化物的吸附性,还通过催化作用增强了多硫化物转化的氧化还原动力学。并通过物理限域的方式,有效阻止多硫化物Li2Sx（4≤x≤7）穿过隔膜,从而克服了锂硫电池中产生的“穿梭效应”。从而提高锂硫电池的比容量和循环性能。（2）从光催化的角度着手设计,在电极材料中引入光电极,利用光生空穴氧化多硫化物,降低了锂硫电池充电电压,节省了电能。以反应机理为依据,选择并制备具有合适带边位的半导体材料（如Co1-xS,g-C3N4和SrTiO3/TiO2等）作为太阳能辅助充电锂硫电池的光电极;通过多种表征手段对所得半导体光电极形貌和结构进行解析;研究光照下不同光电极体系的植入对电池充电电压的影响,建立半导体导带边位置、带隙宽度对太阳能辅助充电锂硫电池充电电压的协同调控规律。以SrTiO3/TiO2为光电极可将电压降低0.3 V,节省电能12%。