锂硫电池,由于具有高的理论比容量和能量密度,兼具成本低廉、环境友好等优点,被研究者们视为最有望替代锂离子电池的下一代新型二次电池之一。然而锂硫电池却经常面临着放电过程中中间产物多硫化锂的溶解与穿梭效应,硫和多硫化锂的不导电等问题,这导致了其商业化的进展受到极大的制约。本论文就以上锂硫电池面临的问题,通过对KOH活化碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）来引入极性含氧基团,以及通过复合极性过渡金属硫化物材料对多硫化锂进行化学吸附和限制,提高电极活性物质的利用率,进而提升锂硫电池的性能。具体研究内容如下:（1）KOH活化处理CNT材料,在材料表面制造缺陷并引入大量极性含氧官能团（如C-O、C=O、-OH和O-C=O）,利用缺陷和极性含氧基团来对多硫化锂进行有效地吸附和限制。本工作中,对化学气相沉积法（CVD）制备的多壁CNT表面进行系统性地KOH活化处理,在CNT的表面引入极性含氧基团,并探究含氧基团种类对锂硫电池性能的影响。结果显示,活化后的CNT/硫电极材料的比容量较未活化的电极材料的比容量提升了约33%,同时组装的锂硫电池的倍率与循环性能均有明显提升。而且,结合X-射线光电子能谱与傅里叶红外光谱表征分析,我们发现,锂硫电池的比容量的高低与活化引入的C-O极性基团的强弱呈线性关系。此外,我们探究出的最佳活化条件为700 ^oC下活化10分钟。（2）引入二硫化铁（FeS₂）增强电极材料对多硫化锂的化学吸附,进而有效地抑制在充放电过程中多硫化锂的穿梭。本工作通过简易而有效的射频溅射法结合气氛退火处理,成功地在CNT阵列的表面复合一层FeS₂,并用作锂硫电池的正极材料。结果显示,复合FeS₂之后,电极的比容量提升了将近一倍,而且电极展示出了优异的倍率性能以及循环性能。通过对复合后的电极材料进行电化学恒电流间歇滴定（GITT）测试以及放电过程中的准原位XPS分析,我们发现,FeS₂不但对放电过程中产生的多硫化锂有极好的化学吸附效果,而且能够有效催化充放电过程中电极的氧化还原反应,使反应进行得更快更彻底,提高了活性物质硫的利用率,进而极大提升电极的电化学性能。