本發(fā)明公開了一種氮摻雜倒刺狀碳納米球/硫復合材料及其制備方法和應用。該復合材料包括硫以及作為硫宿主材料氮摻雜倒刺狀碳納米球，所述的碳納米球由多根氮摻雜的類針刺狀碳纖維按照球形形狀組合而成，碳纖維是長短不一，所有的碳纖維從球形邊緣射向球心形成倒刺狀分布，碳纖維之間存在間隙，碳纖維匯聚到中心形成一個空腔。進一步以氮摻雜倒刺碳納米球擔載60?75wt％硫作為正極應用于鋰硫電池。利用內(nèi)部空腔和碳纖維間隙為充放電過程中硫體積膨脹提供充足的空間；球內(nèi)部長短不一的碳纖維能夠很好的分散硫和吸附多硫化物，增大硫利用率和抑制多硫化物流失；外層氮原子摻雜碳更有效地抑制多硫離子流失，從而有效提升鋰硫電池循環(huán)壽命和容量。