随着社会的日益发展,对能源的需求越来越高。随之而来的就是,煤炭、石油和天然气等这些化石能源的严重消耗,从而进一步导致全球气候变暖、环境日益恶劣以及能源短缺等问题。因此,寻求一种绿色、可再生的新能源来代替传统的不可再生能源是当务之急。此时,高理论比容量、高能量密度、长循环寿命、环境友好和低成本的锂硫电池孕育而生。然而,锂硫电池中的“穿梭效应”,使其发展受到了限制。金属硫化物、金属氧化物和金属磷化物等极性过渡金属材料是锂硫电池的研发热点,可以有效抑制“穿梭效应”。其中金属硫化物不仅具有更好的导电性能,还具有强的极性共价键,并加速催化充放电反应,能有效缓解多硫化物的溶解扩散。本论文针对锂硫电池目前最大挑战“穿梭效应”,通过水热方法合成基于钴镍双金属硫化物的复合材料,并用其制备改性隔膜。主要探究了钴镍双金属硫化物的合成条件、复合材料的制备以及改善锂硫电池电化学性能的机制。具体研究主要为以下三个部分。（1）分别以NiCl2·6H2O,CoCl2·6H2O为钴源和镍源,并以Hummers法制备得到的GO分散液为原料,利用水热法制备双金属负载的三维石墨烯复合材料。探究不同GO分散液浓度对三维石墨烯骨架的形貌结构影响;研究不同的硫源、水热溶剂比例对钴镍双金属硫化物的形貌、尺寸及分布的影响。通过XRD、SEM和BET等表征测试,结果表明GO分散液浓度为4 mg ml-1为最佳的浓度,此时水热形成的石墨烯气凝胶具有优良的三维孔状结构,高的三维空间分散度,以及高的比表面积,这为钴镍双金属硫化物提供了更多的生长位点。另外,当硫源为Na2S2O3·5H2O、水热溶剂为乙二醇/水（vol 3:1）混合溶液时,石墨烯纳米片层上形成呈类球型颗粒状的钴镍双金属硫化物,且颗粒物的尺寸最小,集中在200-400 nm之间,且分布最均匀。因此,钴镍双金属硫化物的最佳合成条件为乙二醇/水混合溶剂（vol 3:1）作为水热溶剂,采用4 mg ml-1GO分散液浓度,以Na2S2O3·5H2O作为硫源。（2）在最佳合成条件下,制备得到钴镍双金属硫化物/石墨烯气凝胶复合材料。采用XPS、EDS、TEM等手段对复合材料的结构、形貌和组成进行表征和分析,并将其作为涂层材料涂覆在隔膜上进行改性研究,最后组装成扣式电池,并对其进行电化学性能测试。研究结果表明:当用CNS2/GH功能化材料对隔膜进行改性后的电池性能有了明显的改善。当电流密度为0.2 C下,CNS2/GH改性隔膜具有较高的首次放电比容量(1289.1 m Ah g-1),循环100圈后,CNS2/GH改性隔膜放电比容量降至780.4 m Ah g-1。而原隔膜首次放电比容量只有1043 m Ah g-1,100圈循环后只有670.4 m Ah g-1。另外,在1 C的大倍率循环测试下,经过500圈充放电循环之后,CNS2/GH改性隔膜放电比容量仍能达到652.2 m Ah g-1,而原隔膜只有493.1 m Ah g-1。说明CNS2/GH改性隔膜用于锂硫电池,电化学性能得到了改善。三维石墨烯骨架为电子传输提供了良好的导电通道,提高锂离子扩散速率。其含有的含氧官能团以及钴镍双金属硫化物对中间产物多硫化离具有一定的化学吸附作用,从而抑制多硫化物的扩散。（3）以NiCl2·6H2O,CoCl2·6H2O和Na2S2O3·5H2O为原料,通过一步水热法,在碳纸上生长钴镍双金属硫化物,调控水热溶剂比例、钴盐的加入量等,制备出最佳条件的复合夹层,作为隔膜一部分用于锂硫电池中。通过XRD、SEM、EDS、XPS、TEM和UV/Vis等表征手段,对其进行表征分析。结果表明,采用乙二醇/水（vol 3:1）混合溶剂时,碳纸上生长的双金属硫化物颗粒尺寸最小（100-300 nm）且颗粒尺寸最均一、分布均匀等。当钴盐加入量为1 mmol时,碳纸上金属硫化物颗粒的负载最为均匀且负载量最为适合。最后通过吸附实验表明,当Co和Ni比例为2:1时吸附效果最好,通过紫外测试进一步得到验证。电化学性能测试结果表明,当电流密度为0.2 C时,CNS2/CP-2具有更高的首次放电比容量(1167.2 m Ah g-1),循环100圈之后,相比CP（58.24%）,CNS2/CP-2具有更高的容量保持率（64.36%）。碳纸的加入不仅弥补了金属硫化物导电性差的缺陷,还能提供更多的比表面积,利于金属硫化物的生长。双重金属硫键能化学键合更多的多硫化物,有效抑制多硫化物的扩散,还能催化多硫化物之间的氧化还原转化,提高活性硫的利用率,对电化学性能的改善有明显的作用。