近几年,二次电池作为储能器件已经广泛应用到各个领域,从便携式电子器件,电动汽车到大型储能电站。目前,商业化锂离子电池在能量密度方面的发展已进入瓶颈期,开发新型高比能电池成为研究热点。与传统锂离子电池相比,锂硫电池在能量密度(2600 Wh kg^-1)方面占据优势,另外单质硫作为活性材料具有资源丰富,环境友好等特点,锂硫电池有望成为新一代商业化电池。然而锂硫电池也面临着几个挑战性问题阻碍其实际应用,如单质硫和放电产物的绝缘性,放电过程中硫的体积膨胀以及穿梭效应。我们针对上述存在的问题,以锂硫电池中的隔膜为研究对象,发现对商业化隔膜进行表面修饰有利于改善锂硫电池的性能。主要研究内容如下:1.将导电炭黑Super P进行酸化得到羧基化的炭黑f-SP,制备SP/f-SP材料修饰的双涂层结构改性隔膜来改善锂硫电池存在的问题。f-SP表面带有大量负电荷的羧基基团（-COO^-）,对多硫阴离子有静电排斥作用,从而阻止多硫离子向负极区迁移,但是f-SP导电性下降导致活性材料的利用率低。导电的Super P涂层具有疏松的多孔结构,可捕获溶解的多硫化锂并利用。在正极活性材料载量为2 mg cm^-2的条件下,改性隔膜电池的充放电性能得到显著提升。当电池以0.2 C的电流密度放电时,与普通隔膜相比,初始放电比容量从935 mAh g^-1提升至1345 mAh g^-1,循环100圈后电池仍能释放出1045 mAh g^-1的可逆容量。以0.5 C的电流密度进行长循环充放电,在600圈的循环过程中,容量平均衰减率为0.056%。2.我们制备了石墨烯负载的纳米磷化钼复合材料,并且对商业Celgard隔膜进行修饰,提高锂硫电池的电化学性能。通过机理研究发现,复合材料中的纳米级磷化钼对多硫化物有极强的化学吸附性,有效抑制多硫化物的扩散;rGO作为正极与隔膜之间的二次集流体具有良好导电性,降低界面阻抗,有利于氧化还原反应的进行。对于硫含量77%,载量接近4 mg cm^-2的硫正极,电池仍表现出极佳的性能。当电池以0.5 C倍率充放电时,首圈放电容量有880 mAh g^-1,300周循环后的容量保持率有86.3%。当电流密度提升到2 C后,仍具有570 mAh g^-1放电容量。为了追求实际应用,我们进一步使用修饰隔膜组装成软包电池,在0.1 C倍率下循环120圈,电池容量从1083 mAh g^-1衰减至759 mAh g^-1。