近幾十年來，為了提高活性物質硫的利用率，限制多硫化鋰的溶解以及電池循環性能差的問題，研究者在電解質及復合正極材料改性等方面進行了大量探索研究。對于電解質的改性，主要是采用固體電解質、凝膠電解質或在電解液中添加LiNO3離子液體等措施，以限制電極反應過程中產生的多硫化鋰溶解和減小“飛梭效應”，提高了活性物質硫的利用率，從而達到改善鋰硫電池的循環性能的目的。對于硫基復合正極材料的改性，主要是將具有良好導電性能及特定結構的基質材料與單質硫復合制備高性能的硫基復合正極材料。其中，引入的基質材料應具有以下功能：
(1) 良好的導電性；
(2) 活性物質硫可以在基質材料上均勻分散，以確保活性物質的高利用率；
(3) 要對硫及多硫化物的溶解具有抑制作用。研究發現，通過將活性物質硫與活性炭、介孔碳、納米碳纖維（CNF）、多壁碳納米管（MWCNTs）、石墨烯、聚丙烯腈（PAN）、聚苯胺（PAn）、聚吡咯（PPy）、聚噻吩（PTh）等具有特定結構的基質材料制備硫基復合正極材料，可以顯著改善鋰硫電池的循環性能和倍率性能。
2014年8月22日，中科院大連化物所陳劍研究員帶領先進二次電池研究團隊，在高比能量鋰二次電池方面取得重要進展，研制成功了額定容量15Ah的鋰硫電池，并形成了小批量制備能力。
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