在先进的储能装置中,锂硫（Li-S）电池是最有潜力的候选者。这主要归因于高理论比容量(1675 mA h g^-1)和能量密度(2600 W h kg^-1),硫正极的极低成本和无毒性。尽管具有良好的潜能,但由于硫的利用率低以及溶解的多硫化锂（Li₂S_n,n=4⁸）的穿梭,Li-S电池发展到商业化之前还有一段距离。隔膜是Li-S电池的重要组成部分。因其大量的孔径比Li₂S_n的尺寸大得多,商业聚烯烃隔膜不能抑制Li₂S_n在Li-S电池中的穿梭效应,为了解决这个问题,对聚烯烃隔膜进行功能材料修饰是简单且有效的策略。除了能够抑制穿梭效应,功能材料应具备一定的导电性、催化活性以解决Li-S电池硫的利用率低的问题。因此,在本工作中,我们对Li-S电池隔膜的修饰层进行了多功能设计。多功能的修饰层既保证了电池的较高的能量密度,又全面提升了电池的性能。主要工作如下:1.我们采用超薄的二维（2D）氮化钼（MoN_x）纳米片来修饰聚丙烯（PP）隔膜。由于2D平坦特性,氮化钼纳米片易于通过简单过滤的方式堆叠在PP隔膜上。改性层的面积质量密度为⁰.086 mg cm^-2。因为尺寸筛分和化学吸附的协同效应,极性氮化钼纳米片可以有效地抑制Li₂S_n的穿梭效应。此外,氮化钼材料具有优异的电子传导性与催化活性,这增强了界面电荷转移并保证了高硫利用率。利用这些有利功能,使用MoN_x/PP隔膜的电池表现出优异的电化学性能。在0.1 C电流倍率下其首圈放电比容量可达1298 mA h g^-1;在0.5 C电流倍率下,循环500次后的单圈容量衰减率仅为0.063%。2.我们引入了一种轻质多功能层以改性PP隔膜。改性层由钴氮共掺杂多孔碳纳米纤维（Co-N-C）和还原氧化石墨烯（rGO）组成。Co-N-C/rGO层的单位面积质量密度仅为0.083 mg cm^-2。在该设计中,rGO不仅构成高导电网络,而且有助于在PP隔膜上形成稳定的修饰层。同时,嵌入在rGO片层中的Co-N-C纳米纤维提供了快速的Li⁺扩散通道。此外,Co-N-C纳米纤维可有效吸附Li₂S_n,有利于缓解Li₂S_n的穿梭效应。最终,使用Co-N-C/rGO/PP隔膜的电池表现出高倍率容量和优异的循环稳定性。在5 C倍率下,放电比容量达到658 mA h g^-1。在0.5 C电流倍率下,500次循环后单圈容量衰减率仅为0.057%。