高效储能器件在便携式电子设备、电动汽车、大规模储能、航空航天和国防军事等领域具有巨大的市场需求。锂硫电池因其高理论能量密度(2600 Wh kg^-1)和硫原料廉价而成为下一代高比能二次电池的首选体系。如何设计高容量、长寿命和高安全性的电极材料是锂硫电池发展和应用的关键。硫正极存在硫单质及还原产物硫化锂（Li₂S）的导电率低、电极体积膨胀大以及锂化过程中可溶性多硫化物导致穿梭效应等问题,限制了锂硫电池的应用。本文设计和制备了负载磷化钼团簇的介孔碳材料（cMoP-CMK-3）和金属有机框架（MOF）衍生的Co-N-C作为高性能硫载体材料,研究了硫正极的电化学性能,揭示载体材料对多硫化物的吸附和催化转化机制,获得了大比容、长寿命和高倍率的锂硫电池正极材料。主要研究内容和创新点如下:1、设计合成了具有物理限域、化学吸附和催化转化协同效应的新型cMoP-CMK-3载体材料。cMoP-CMK-3复合结构中,小于1 nm的MoP团簇均匀负载在有序介孔碳CMK-3孔道中。负载68.5 wt%的硫后,S@cMoP-CMK-3电极材料在0.5 C(1 C=1675mA g^-1)电流密度下的初始容量为1076.6 mAh g^-1,100次循环后容量保持率为84.6%。2 C电流密度下的初始容量为849.3 mAh g^-1,500次循环后的每圈容量衰减率仅为0.02%,并且在5 C的大电流密度下,其容量仍维持在767.8 mAh g^-1。在5.2 mg cm^-2的高硫面载量下,1 C的电流密度循环250次后面容量为3.47 mAh cm^-2。cMoP-CMK-3作为新型硫载体材料具有如下几方面优势:（1）CMK-3的介孔孔道有效负载和抑制多硫化物的流失;（2）强极性的MoP团簇提供了大的表面积和丰富的活性位点,有效地吸附和催化转化可溶性多硫化物,抑制了多硫化物的流失和穿梭效应,提升了材料利用率和倍率性能;（3）MoP和CMK-3高的导电性提供快速的电子传输,进一步提升硫正极材料的倍率性能。2、以金属有机框架Co/Zn-ZIF为前驱体,高温碳化得到富含微孔结构的Co-N-C多面体,其比表面积为910 m² g^-1,Co-N-C多面体中原子簇Co的含量为0.7 wt%。将其作为硫载体材料,负载72.6 wt%硫的S@Co-N-C正极材料在0.5 C电流密度下的初始容量为965.6 mAh g^-1,100次循环后容量保持率高达91.9%。2 C的电流密度下的首次容量为684.5 mAh g^-1,循环1000次的每圈容量衰减率仅为0.023%。5 C电流密度下的比容量为578.6 mAh g^-1。Co-N-C作为锂硫电池的硫载体具备以下优势:（1）多面体的高比表面积和微孔结构有利于硫的负载和物理限域多硫化物,缓解了多硫化物的流失;（2）杂原子N掺杂对多硫化物起有效化学吸附作用;（3）Co位点催化转化多硫化物,进一步抑制多硫化物的穿梭效应,提升材料的容量、电极反应动力学和循环性能。