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锂硫电池的理论比容量为1675mAh g-1，是传统商业化锂电池理论比容量的5-9倍，而且成本低廉，对环境影响小，有望成为下一代商用锂电池。但是硫电极固有不导电性，充放电过程产生的多硫化合物的“飞梭效应”以及充放电前后体积变化较大(～80％)等问题，导致锂硫电池活性材料利用率低，循环寿命短，倍率性能差，限制了其进一步的商业化应用。本论文用液态的多硫化合物替代固态硫单质，有助于S或者Li2S/Li2S2在电极中均匀沉积。同时，设计一种3D氮掺杂还原石墨烯(rGO)/碳纳米管(CNT)复合气凝胶，作为无需粘结剂的锂硫电池的正极材料来抑制多硫化合物穿梭。主要研究内容如下: (1)通过溶剂热处理工艺制备样品rGO气凝胶，然后对rGO气凝胶用高温Ar处理获得HrGO气凝胶。通过对rGO气凝胶，HrGO气凝胶电化学循环性能测试，证明rGO气凝胶百循环具有更高的容量保持率(84％)，而导电性更好的HrGO气凝胶容量保持率仅35.6％。认为是rGO气凝胶中较高含量(13.6％)的含氧基团对多硫化合物起捕获作用，提升了硫元素的利用率。 (2)对rGO气凝胶进行高温Ar/NH3处理，获得氮掺杂含量为3.9％的NrGO气凝胶。通过对rGO气凝胶，NrGO气凝胶电化学性能测试，在0.25C条件下发现NrGO气凝胶初始放电比容量高达1026mAh/gsulfur，一百循环后比容量797mAh/gsulfur。大于rGO的812mAh/gsulfur与678mAh/gsulfur。认为高温Ar/NH3处理进一步还原了rGO气凝胶，提升材料的初始放电比容量。高比例的氮掺杂对多硫化合物起捕获作用，提升了循环性能。 (3)对GO气凝胶进行高温Ar/NH3处理，获得氮掺杂含量为4.9％的NG气凝胶。虽然NG气凝胶具有最高比例的氮掺杂以及更好导电性，但其比表面积仅68.1m2/g为rGO气凝胶比表面积的1/4。电化学测试表明两者具有相近的电化学性能，证明比表面积是影响气凝胶电化学性能的重要因素。 (4)对rGO/CNT进行高温Ar/NH3处理，获得氮掺杂含量为4.9％的NrGO/CNT气凝胶。酸处理碳纳米管的掺入，提升了氮掺杂含量，这是由于碳管表面缺陷增加了氮原子结合位点。NrGO/CNT气凝胶相比NrGO气凝胶具有更高的放电比容量以及更好的倍率性能，这是由于NrGO/CNT气凝胶结构中具有～20％含量的碳纳米管，结构具有更好的导电性以及更高的氮含量。增加NrGO/CNT气凝胶结构中碳管含量(～40％)反而会破坏气凝胶结构完整性，从而降低NrGO/CNT气凝胶电化学性能。