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锂硫电池是一种正极采用单质硫和含硫化合物,负极采用锂金属的二次电池。由于其较高的比容量（1675 m Ah/g）和能量密度（2600 Wh/kg）被认为是新一代最有可能替代传统锂离子电池的储能装置。具有环境友好,价格低廉等优势。但是在实际应用中仍然有一些问题亟需解决。例如:单质硫和放电过程中生成的最终产物（Li2S和Li2S2）的绝缘性,这会导致提供容量的活性物质利用率降低;锂化时活性物质会有较大的体积膨胀,可能致使电极材料破裂;最为重要的是多硫化物的穿梭效应,长链多硫化物（Li2S4～Li2S8）在和负极锂反应时,易溶于电解液中造成活性物质不可逆的损失,导致电池容量的进一步衰减和库伦效率的降低。本论文主要着手于解决以上所提到的问题,制备具有较高电化学性能的锂硫电池正极材料。金属有机框架材料（MOFs）是由金属离子与有机连接体相互连接形成的多孔配位聚合物,因其具有独特的开放晶体结构、较大的比表面积（100-10000 m~2/g）、清晰的孔径分布和可调功能而成为高效电催化剂领域的研究重点之一。在各种MOF材料中,以二甲基咪唑配体和过渡金属作为阳离子形成的咪唑基框架（ZIFs）已被广泛研究。其中ZIF-67是由二甲基咪唑配体和Co2+金属离子自组装制得,具有可灵活调控的形态结构和丰富的活性位点,二甲基咪唑配体可作为氮源,有利于基体导电性的增强。本论文在ZIF-67（Co基金属有机框架化合物）的基础上,制备出三种不同的ZIF-67衍生材料用于改善其电化学性能,主要研究内容如下:（1）针对活性物质硫（S）和放电产物（Li2S）电导率差的问题。采用直接沉淀法合成金属有机框架化合物ZIF-67粉末作为前驱体,并通过高温炭化制备出ZIF-67衍生富氮多孔碳材料（Co@NC）。利用Ag的高导电性（电导率为6.301×10~7 S/m）,通过硼氢化钠还原法将Ag纳米粒子复合到Co@NC上,在进行活性物质的负载,得到Co@NC/S和Ag-Co@NC/S复合材料。0.1 C时电池容量为1317.6 m Ah/g。Ag提高了Li2S/Li2S2的导电性增强了电化学反应动力学,表现出更加优异的倍率性能和循环稳定性。（2）针对锂硫电池中多硫化物（Li PSs）的穿梭效应和反应动力学慢等问题。引入碳纳米管作为导电基质,通过硫化将ZIF-67前驱体合成极性Co SO4,将钴基硫酸盐Co SO4复合在羧基改性碳纳米管（CNT）表面制备成CNT-Co SO4-n（1,2,3）复合材料。钴基硫酸盐Co SO4为空心纳米笼结构,其具有大的比表面积和多金属位点,此结构为大量活性物质的存储提供了可能。研究发现Co SO4能有效地促进多硫化物（Li PSs）转化,同时加入的碳纳米管提高了材料的导电性,构筑离子的快速传输通道。ZIF-67和TAA的摩尔比为1:10 mmol时表现出最为优越的电化学性能。电化学结果说明,CNT-Co SO4-2复合材料表现出良好的倍率和长循环性能,在0.1 C电流密度下的初始容量为1356.9 m Ah/g,在0.2 C的电流密度下循环200圈后仍可保持有899.7 m Ah/g的容量,库伦效率在98.63%以上。（3）以钴基沸石咪唑骨架（ZIF-67）为模板,在高温炭化后合成氮掺杂多孔碳材料（Co@NC）,在通过溶剂热法一步硒化合成Co3Se4氮掺杂多孔碳材料。在硒化后材料保持了ZIF-67十二面体的形貌结构,具有较大的比表面积。氮掺杂多孔碳（Co@NC）具有丰富的氮元素,这有利于增加碳框架的极性位点和对硫元素的亲和力。Co3Se4作为过渡金属硒化物具有较高的导电性,在电化学反应过程中硫会被硒取代形成Se-S固熔体（SexSy）改善锂硫电池中活性物质较低的电导率和反应动力学缓慢的问题。通过密度泛函理论计算得出Co3Se4的（111）晶面对Li2S6的吸附能是0.848 e V,证明Co3Se4对Li PSs具有较强的吸附力。在1 C的电流密度下经过500次循环后,单圈容量损耗为0.057%,表明Co3Se4氮掺杂多孔碳材料作为锂硫电池正极材料的前景。