比容量高﹑能量密度高﹑原料来源广泛以及制造成本低廉等诸多优点使锂硫电池成为下一代高能量密度储能设备的研究热点之一。然而,锂硫电池中存在以下三大问题,即硫导电性差,多硫化物会溶于电解液中发生穿梭效应﹑增加电解液粘度﹑降低锂离子的传输速率,以及活性物质在电池工作过程中的巨大体积变化使得硫正极结构极易受到破坏,最终出现电池比容量急剧下降甚至循环寿命提前终止等现象。这些问题在高活性物质负载的电池中又会进一步被放大,最终限制了高能量密度锂硫电池的快速发展。为了制备性能优异的高负载锂硫电池,本文从硫正极粘结剂和集流体两个方向出发,分别提出了有用的解决方法,并探究了它们提升电池电化学性能的原理。在第一个工作中,本文首先通过酰胺化和磷酸化两步反应向大豆分离蛋白分子链上接枝了邻苯二酚基团和磷酸根基团,对应的粘结剂分子在分子链上羟基﹑胺基﹑羧基和邻苯二酚基团之间的氢键和π-π相互作用下,交联形成了一种大豆蛋白基三维网状多功能粘结剂—邻苯二酚基磷酸化大豆分离蛋白粘结剂（SHP）,并将其用在了传统的硫碳复合物正极中。邻苯二酚基团的引入显著提升了粘结剂在电解液这种极性环境中的粘结强度,并且提高了粘结剂内部的交联程度。磷酸根的引入则明显提高了大豆分离蛋白的多硫化锂吸附能力并适当降低了粘结剂内部的交联程度,这使得粘结剂具有更好的可逆形变能力,有助于维持电极结构的完整性。并且较强的多硫化锂吸附能力也令它可以抑制电解液粘度的增加,保证锂离子传输通道的通畅无阻,最终提高了电池的放电比容量﹑倍率性能和循环稳定性。当硫负载为1.3 mg cm-2时,正极使用了SHP粘结剂的锂硫电池,在1 C的电流密度下首圈放电比容量可达899.6 m Ah g-1,循环400圈后,比容量仍可维持在561.5 m Ah g-1,每圈容量衰减率低至0.094%。当硫负载提升至6.74 mg cm-2时,正极使用了SHP粘结剂的锂硫电池在0.1 C的倍率下首圈放电比容量为672.9 m Ah g-1,循环200圈后,仍能维持405.8 m Ah g-1的比容量,并且库仑效率也高达95.3%。这些结果表明,SHP是一种综合性能优异的多功能生物基三维网状粘结剂,因此它在高负载锂硫电池中具有十分广阔的应用前景。在第二个工作中,本文使用异质生长和掺杂后碳化的方法向碳化密胺泡沫中引入了负载有钴（Co）单原子颗粒和类似铂金（Pt）结构的碳化钨（WC）颗粒的氧化石墨烯（GO）片层,得到了一种碳化钨/钴颗粒@氧化石墨烯@氮掺杂碳泡沫WCoGN,并将它用作了无粘结剂和导电剂的锂硫电池中的自支撑硫正极集流体。WC和Co颗粒的催化性和导电性十分优异,可以促进Li2S2向Li2S的固-固转化,提升电池的放电比容量。并且这两种颗粒的引入可以加快硫系物种之间的相互转化,提高电化学反应的可逆程度,提升电池的倍率性能。催化剂颗粒的引入也提高了WCoGN内部sp~2碳原子的含量,增加了它的导电性,加快了充放电过程中的电子传输速率。当活性物质负载为3.5 mg cm-2时,WCoGN对应电池在1 C下首圈放电比容量为472.6 m Ah g-1,循环500圈后,其比容量仍维持在421.8 m Ah g-1,每圈容量衰减率低至0.021%。当硫负载提高至7 mg cm-2时,WCoGN对应电池在0.1 C下首圈放电比容量为303.3 m Ah g-1,循环80圈后,比容量为316.1 m Ah g-1,库仑效率为91.5%。这个结果表明在相同的活性物质负载下,该轻质碳泡沫集流体可以显著提高电池的能量密度,因此WCoGN碳泡沫集流体很有希望在贫电解液且高负载的锂硫电池中发挥更大的作用。