锂硫电池具有高比容量、高比能量和绿色无污染等特点,一直是能量存储与转换领域有望替代锂离子电池的的重要研究方向之一。但是,硫正极固有的低导电性、充放电过程中体积膨胀和多硫化物溶解造成的穿梭效应等问题,一直在困扰着锂硫电池的商业化应用。本文从锂硫电池硫正极材料的化学组成和微观结构出发,设计了硫/聚吡咯(S/PPy)、硫/TiO2中空球(S@TiO2)以及S@TiO2/PPy这三者的复合材料,分别研究其不同组分和结构对电池电化学性能的影响规律,从而获得具有优异电化学性能表现的锂硫电池。具体的研究内容和结果主要包括如下部分:(1)通过化学氧化法分别制备了直径为～80 nm的聚吡咯纳米线和～180 nm的聚吡咯纳米管作为硫单质的载体,与升华硫利用熔融灌硫法进行混合后,分别进行电化学性能的测试。结果表明,具有高比表面积的聚吡咯纳米线表现出更好的电化学性能,在0.2C电流密度下初始放电量为1232.3 mAhg-1,循环100次后容量保有率为56.3%。而聚吡咯纳米管初始放电量为1195.1 mAh g-1，循环100次后容量保有率仅为43.0%。(2)采用牺牲模板法,以间苯二酚-甲醛树脂球为模板,制备了直径为～220 nm的TiO2中空球,分别探讨了中空球形貌和含硫量对电化学性能的影响。结果表明,具有核壳结构的硫含量为60 wt.%的S@TiO2复合材料电化学性能最好,在0.5 C电流密度下其初始放电比容量为732.2 mAh g-1,循环200次后容量保有453.2 mAh g-1。(3)将具有核壳结构的S@TiO2纳米球负载到聚吡咯纳米线导电骨架上,制备了S@TiO2/PPy复合材料,电化学测试结果表明,S@TiO2/PPy复合材料在0.2 C时具有1385.9 mAhg-1的高初始放电比容量,并且在1 C电流密度下500次循环中每圈的循环衰减率仅为0.047%，表现出优异的放电比容量和长循环稳定性。S@TiO2/PPy性能提高的原因可能来源于硫单质、TiO2中空球和导电聚吡咯纳米线之间的协同效应,通过封装活性物质硫、化学吸附多硫化物和提高电子传输效率来抑制穿梭效应,提高正极材料导电性从而改善锂硫电池的电化学性能。通过本论文的研究,可以获得具有较高比容量和1 C下长循环寿命的锂硫电池,为锂硫电池的硫正极问题的解决提供实验依据。