与锂离子电池相比,锂硫（Li-S）电池具有成本低、能量密度高(2600 Wh kg-1)、性能优越等优点,是公认的极具发展前景的下一代电池。然而,由于硫导电性差、嵌锂后显著的体积膨胀、可溶解多硫化物（Li PSs）的穿梭效应,以及Li PSs中间体转化缓慢等问题,Li-S电池的商业化一直受到阻碍。目前最普遍的解决方法是利用碳材料在物理上限制Li PSs的穿梭效应,同时以其良好的吸附能力和导电性来提高硫的利用率,然而,由于非极性碳表面与极性Li PSs之间的相互作用较弱,其循环稳定性并没有预期的那么好。因此,硫与高极性材料的复合越来越受到人们的重视。过渡金属化合物由于其极性结构,能够与Li PSs形成强的化学键合以锚定Li PSs,抑制穿梭效应。而且,过渡金属的存在也起到催化效果加快多硫化锂的转化,值得对其进行深入的研究。因此,本论文制备了含不同阴离子基团的钴基化合物,详细探究它们在Li-S电池正极中的应用,对钴基化合物做正极材料时的作用以及机理进行探索,为Li-S电池正极材料的设计与开发提供了崭新的思路以及研发方向。（1）通过简单的水热法制备了尺寸细小,比表面积较高的极性Co3O4纳米立方体,将其用作Li-S电池正极材料。结果表明,Co3O4纳米立方体作为硫基质能够促进锂离子和电子的转移,高比表面积的颗粒存在较多的活性位点来吸附Li PSs,有效地缓解了穿梭效应,对充放电过程中的体积膨胀起到了缓冲作用,拥有良好的电化学性能。在1 C的高倍率循环200圈后,其比容量为401.5 m Ah g-1,容量保持率为56.99%,平均每圈的容量衰减率为0.2151%。（2）通过一步溶剂热法合成了球状Co F2,将其作为硫基体研究其电化学性能。研究结果表明,Co F2纳米球表面存在大量的介孔,有足够的空间容纳硫（硫载量可达54.1 wt%）,有效缓解反应过程中的体积膨胀,有利于暴露出更多的极性位点来锚定Li PSs,表现出良好的动力学特性以及电化学性能。该材料在0.1 C电流密度下的放电容量高达1225.5 m Ah g-1,在1 C下循环200圈后,容量保持在435.4m Ah g-1,容量保持率高达68.71%。（3）采用水热法合成了钴基前驱体,然后经过N2气氛下磷化后得到了花状多孔的Co P纳米材料,测试了其作为正极材料的电化学性能。结果表明,Co P具有优秀的导电性,提高了离子/电子的传输速率,减小了极化,提高了Li-S电池的容量,表现出了优异的动力学性能。孔的存在有助于在Co P表面生成丰富的极性位点,对Li PSs起到极强的吸附作用,明显抑制了穿梭效应,亦拥有足够的空间容纳硫的体积膨胀。在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C、2 C的电流密度下,初始放电容量分别为1166.1 m Ah g-1、986.7 m Ah g-1、714.5 m Ah g-1、631.1 m Ah g-1、575.7 m Ah g-1。在1 C的电流密度下循环时,Co P/S的初始放电容量达到了709.2 m Ah g-1,经过200圈充放电循环后,其容量仍有482.4 m Ah g-1,容量保持率高达68.02%,单圈容量衰减率是0.1599%。