全球能源需求的快速增长推动了下一代高能量密度可充电电池的发展。锂-硫（Li-S）电池因其高的比容量和高的理论能量密度,被认为是一种极具发展前景的新一代二次电池。但是,Li-S电池存在一些问题,如导电性差、中间产物（Li2S6和Li2S4）的穿梭和充放电过程中硫的体积膨胀,使得硫利用率低、自放电严重、循环稳定性差。近些年来,研究者们发现,修饰隔膜是一种抑制穿梭效应的有效策略。修饰隔膜能够提供快速的锂离子传输途径,同时也能阻挡多硫化锂（LiPSs）的扩散,抑制穿梭效应,提高电池循环稳定性。碳材料独特的孔隙结构和丰富的孔隙度可以通过物理吸附捕获LiPSs,有效地阻止了可溶性LiPSs向负极的转移,改善了Li-S电池的反应动力学。其中,生物炭材料具有从大孔到微孔的分级结构,大孔可以为电解液转移提供快速通道,而微孔和中孔可以物理吸附可溶性Li PSs。然而,非极性生物炭材料与极性LiPSs相互之间的范德华作用力较弱,在长周期循环过程中仍难以避免严重的容量衰减。有研究报道,极性的金属基化合物与极性LiPSs之间存在较强的Lewis碱相互作用力,可以提供更多的化学吸附位点。因此,将金属化合物与生物炭材料复合修饰隔膜用于Li-S电池,利用生物炭物理吸附和金属化合物的化学吸附（催化转化）二者的协同作用,抑制了LiPSs的穿梭效应,提高电池的电化学性能。因此,针对Li-S电池的缺陷,本论文开展了如下工作:本研究工作选用了生物质衍生碳作为基底材料展开研究。生物质衍生碳材料可以保持原始材料的多孔结构,其价格低廉、资源丰富,有利于大规模应用。本文研究内容主要包括以下两个方面:（1）将极性金属氧化物二氧化钛负载在棉籽壳菌渣转化的生物炭（EFC）上得到了EFC@TiO2复合材料。通过在商用PP隔膜的表面一侧修饰EFC@TiO2,得到了修饰隔膜。其中,TiO2具有明显的优势,如环境友好,高稳定性等。在EFC的物理吸附和TiO2的化学吸附两者的协同作用下,修饰隔膜极大地阻挡了在充放电过程中中间产物（Li2S6和Li2S4）的扩散,抑制了LiPSs的穿梭效应。将EFC@TiO2修饰隔膜组装成的Li-S电池,在电流密度0.2 C下,经过200圈循环后比容量为748.2m Ah/g,每圈容量衰减率为0.203%。即使在2 C的高电流密度下,初始比容量仍高达866.3 m Ah/g,获得了良好的电化学性能。（2）通过水热反应合成了蚕沙转化的生物炭复合硫化锌（SC@ZnS）,将其修饰在隔膜一侧,得到SC@ZnS修饰隔膜。其中,生物炭材料具有高比表面和丰富的孔隙率,可以作为物理屏障拦截LiPSs的穿梭,而ZnS可以通过催化转化促进LiPSs的氧化还原反应。与此同时,ZnS表面具有合适的势垒,有利于锂离子的扩散,提高电池的反应动力学。将SC@ZnS修饰隔膜组装成Li-S电池,在硫负载量为2.0-2.3 mg/cm~2,电流密度为0.2 C时,SC@ZnS修饰隔膜电池的首圈比容量为1603.0m Ah/g,经过100圈后剩余比容量为1156.4 m Ah/g,表现出良好的循环稳定性。