本發(fā)明實施例公開了一種納米粒子填充的空心碳纖維復合材料及制備方法與應用，所述納米粒子填充的空心碳纖維復合材料包括空心碳纖維和填充在空心碳纖維內的納米粒子。本發(fā)明利用同軸靜電紡絲法，高成碳率的聚丙烯腈溶液作為殼層溶液，低碳收率的聚合物溶液作為芯部溶液，納米粒子分散于芯部溶液中；經(jīng)同軸靜電紡絲后，形成具有核殼結構的復合型纖維；經(jīng)過后續(xù)氧化碳化處理，得到納米粒子填充的空心碳纖維。此方法簡單、環(huán)保、可操作性強，形成空心碳纖維復合材料，可用作鋰硫電池中硫正極載體，并表現(xiàn)出高容量和長循環(huán)穩(wěn)定性。