锂硫（Li-S）电池具有理论能量密度高(2600 Wh kg-1)、成本低廉、安全性高等优点,是极具应用潜力的下一代储能器件。然而,充放电中间产物多硫化锂（Li2Sn,3≤n≤8）的“穿梭效应”导致电解液用量大、硫活性物质利用率低、电池循环寿命短,这是Li-S电池产业化进程中最大的瓶颈。本文利用催化作用加速Li2Sn向充放电产物转化,降低其在电解液中的累积浓度,从“准源头”上抑制穿梭效应。通过探究催化作用机理,筛选出合适的催化剂材料,提高电池的循环寿命。提出选择性催化是解决连续的固-液-固硫氧化还原反应过程中Li2Sn穿梭问题的有效策略。以铟（In）基催化剂为模型催化剂,通过表征活化能的改变、电流强度的变化、反应路径、动态Li In S2催化剂的形成以及In基催化剂的失活等催化特性,从实验和理论上揭示了选择性催化机理。In基催化剂选择性地降低固-液（S8还原为Li2Sn）转化速率,同时加速液-固（Li2Sn还原为Li2S）转化速率,从而减少Li2Sn在电解液中的累积,抑制了穿梭效应。In基催化剂的引入使Li-S电池在4.0 C下能稳定循环1000圈以上,并且将硫含量提高到9.0 mg cm-2时,获得了高达9.4 m Ah cm-2的面容量。主族金属元素和硫元素之间的p-d轨道耦合使主族金属硫化物（MMS）与Li2Sn之间具有适中的结合能。通过理论计算筛选出一系列MMS,研究了电催化硫还原的反应路径。理论计算与电化学结果表明Bi2S3催化剂可平衡Li2Sn的吸附与脱附,表现出优异的催化活性。通过生物分子辅助自组装方法制备出石墨烯-Bi2S3（G-Bi2S3）催化剂,将其用作硫活性物质的载体,使硫的负载量提高到82.8%。原位拉曼测试表明,基于Bi2S3催化剂的电池在充放电过程中Li2Sn穿梭至负极的浓度大幅度降低,穿梭效应得到了有效抑制,在5 C下能稳定循环500圈,平均每圈容量衰减率只有0.03%;即使在贫电解液(7.5μL mg-1)和高硫面载量(17.6 mg cm-2)下,基于Bi2S3催化剂的电池仍能获得21.9 m Ah cm-2的面容量。原位合成了超小的氮化钒纳米颗粒并分散在多孔氮掺杂石墨烯上,将其用作催化中间层为Li2Sn的转化提供了充足的三相界面（VN纳米催化剂,N掺杂石墨烯导电基底和电解液之间的反应界面）,有效的抑制了穿梭效应。具有VN@NG催化中间层的电池在硫面载量为7.3 mg cm-2下能稳定循环200圈,容量保持率达到84.5%。