本发明公开了一种高性能锂硫电池隔膜及其制备方法和应用，属于电池隔膜技术领域。本发明的一种高性能锂硫电池隔膜，包括多孔隔膜基体，所述多孔隔膜基体的制备原料包括如下质量百分比的组分：聚乙烯20～40％、碳纳米管0.5～10％、导电炭黑和/或石墨烯0.5～10％；该隔膜的制备工艺为：将聚乙烯与碳纳米管及导电炭黑和/或石墨烯通过挤出机共混改性，然后经双向拉伸和萃取制备得到蜂窝状的多孔隔膜基体；在多孔隔膜基体的表面涂覆或复合无机纳米陶瓷层，即得到所述的高性能锂硫电池隔膜。采用本发明的技术方案能够有效抑制锂硫电池多硫化锂“穿梭效应”的发生，从而提高锂硫电池的使用性能。