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锂硫（Li-S）电池基于单质硫与金属锂的氧化还原反应,因其具有高能量密度,环境友好性,以及低成本等优势,从而广泛引起了研究人员的关注。然而除去这些优点,Li-S电池的商业化进程仍受到其自身一些缺陷的限制,如电池容量衰减迅速,较低的活性材料利用率和全电池能量密度较低等。为了能够解决上述问题,本文从单质硫与硫化锂导电性差,循环过程中的体积膨胀效应以及中间产物多硫化锂的穿梭效应这些根本问题出发。通过电极内部的化学调控以及合理化的电极结构设计,构筑了适应于Li-S电池的正极体系,成功的改善了Li-S电池的实际性能。本文主要研究内容如下:1.采用静电纺丝的方法制备了不同比例的MXene-PAN复合纤维（M-PAN）,随后利用MXene高温下自氧化的特性,制备了Ti O2-MXene异质结复合碳纳米纤维（TM-CNFs）。MXene具有介于Ti O2于基底CNFs之间的功函数,因此降低了电子转移能垒,促进了多相界面处的电子交互。此外,TM-CNFs具有与极性多硫化物极强的亲和力,可以有效限制穿梭效应,并且独特的纤维交织结构可以很好的缓解体积膨胀效应带来的影响。因此,TM-CNFs自支撑正极可以展现出极好的循环稳定性(0.5 C下循环500周,比容量为870.2 m Ah g-1),倍率性能(5 C下保持807.3 m Ah g-1的可逆容量),以及高的面比容量(10.5 mg cm-2的负载量下,初始面比容量为10.85 m Ah cm-2)。2.我们提出了一种“三区域”集成策略制备适用于Li-S电池的集成正极,并且通过不同结构设计,筛选出了可以提供最佳性能集成方式。其中将单质硫与石墨烯复合（GS）并作为硫源区;运用静电纺丝制备Ti N纳米晶复合碳纳米纤维（TN-CNFs）作为Li PS吸附区以及Li2S沉积区;随后使MXene在TN-CNFs表面自组装形成具有Li PS穿梭阻隔层,最后形成MXene/TN-CNFs/GS的集成结构。其中,Ti N纳米晶赋予了复合纤维对于极性多硫化物极强的化学吸附能力。并且Li PS渗透性实验表明,M/TN-CNFs对于Li PS具有明显的阻隔作用。因此,这种“三区域”集成正极通过多区域协同作用可以具有较长的循环寿命(1 C下循环500周,比容量为717.7 m Ah g-1),且在高负载量(10 mg cm-2)的情况下,依然保持较高的循环稳定性(0.05 C下循环100周,面比容量为7.3 m Ah cm-2)。