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单质硫作为锂硫电池正极材料时具有很高的理论比容量(1675mAh g-1)和理论比能量(2600Wh kg-1)，被认为是下一代高能量密度二次电池的最佳选择之一。由于单质硫与硫化锂的电子绝缘特性以及其放电产物多硫化物溶解于液体电解液中引起的“穿梭效应”严重影响着锂硫电池的实际比容量和循环性能，因此本文通过将硫与导电碳进行复合，制备了多种碳/硫复合材料，并对其电化学性能以及放电机理进行了研究，同时对锂硫电池的制作工艺进行了优化分析；具体工作主要有以下几个方面:（1）具有网络结构的核壳式碳/硫复合材料的制备及电化学性能研究。采用廉价的商业化乙炔黑为导电基本骨架，通过在乙炔黑表面接枝具有锂离子传导能力的聚乙二醇链(polyethylene glycol, PEG)，将硫原位沉积在接枝的乙炔黑表面，成功地合成了一种具有网络结构的高硫含量（82wt%S）的核壳式碳/硫复合材料（P-AB@S）。具有导离子电导的PEG链穿插在硫中，有利于改善复合材料的锂离子电导，并且可伸缩的PEG链有利于减少活性物质在充放电过程中体积膨胀对材料结构的破坏，因此，该复合材料在保持高硫含量的同时，仍能保持良好的循环性能。当极片硫含量为66wt%S，极片载硫量为3mg cm-2时，电池在100mAg-1的电流密度下循环500次，仍然保持577mAh g-1可逆比容量；另外探索了通过导电聚合物PEDOT的二次包覆来提高高负载硫量时电池倍率性能的可行性。（2）具有导电网络的碳纤维布/硫复合材料的制备及性能研究；首次提出原位产生多硫离子改善锂硫电池循环性能的方法。利用旧棉纤维布料，经过简单的方法制备了整齐编织的空心碳纤维布，采用热处理的方法制备了高负载硫的碳纤维布/硫复合材料（CFC/S）。该材料的硫负载量为4～10mg cm-2，是文献报道的2～5倍。该复合材料经过56次循环后，放电比容量高达1100mAh g-1以上，电池稳定后的50次循环中容量保持率高达96%，硫的利用率达到了67%，实现了高硫负载量的同时具有高的硫利用率。此外，当极片硫负载量达6.7mg cm-2时，其面积比容量达到了7mAh cm-2以上，是目前文献报道的3倍以上。首次提出了通过高负载量硫在初期的放电过程中原位产生多硫离子，利用原位产生的多硫离子进入电解液中来提高锂硫电池的循环稳定性；该方法操作简单低成本，不需要使用昂贵的硫化锂；最后对其可能的机理进行了初步的探讨。（3）具有导电网络结构的空心球型碳/硫复合材料的制备及性能研究；采用商业化的碳纳米管为导电材料，在PEG与表面活性剂的作用下，采用非模板法在溶液中一次合成了具有两级结构的空心球型碳/硫复合材料（HSCW@S）。空心球由表面沉积硫的碳纳米管通过紧密地互相缠绕而形成。碳纳米管良好的导电性能使得该材料具有良好的倍率性能；同时特殊的空心结构，有足够的空间来缓解硫在放电后的体积膨胀对材料结构的破坏。HSCW@S复合材料具有优良的倍率性能和结构稳定性能；在极片含硫量达68wt%S，极片载硫量为3mg cm-2时，在100mA g-1的电流密度下循环40次，电池比容量可以保持在887.5mAh g-1；在500mA g-1和1000mA g-1的大倍率下充放电循环100次，比容量仍可保持在618.2mAh g-1和578.1mAh g-1。