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由于具有高理论比容量和高能量密度,锂-硫电池被认为是最有前景的下一代高比能二次电池体系之一。然而,锂-硫电池存在着硫导电性差、充放电过程中的体积膨胀及聚硫锂“飞梭效应”等问题,导致其放电容量低、循环稳定性差、倍率性能差,从而严重阻碍了其实用化进程。其中,硫正极的合理设计与构建能够有效改善导电性、抑制飞梭效应、缓冲体积膨胀,提高锂-硫电池的电化学性能。以金属有机框架化合物（MOFs）为模板可以构建孔结构丰富、异原子掺杂的纳米无机物复合碳材料,可有效解决硫正极的上述问题,在锂-硫正极中具有良好的应用前景。本论文以ZIF-67（Co-MOF）为模板制备Co-NC、CoS2-NC和Co9S8-NC三种不同类型的纳米无机物复合碳材料,系统研究纳米碳结构、N掺杂以及极性纳米无机物对锂-硫正极的电化学行为的影响,重点分析CoS2-NC和Co9S8-NC在充放电过程中对飞梭效应的抑制机制,以改善锂-硫电池的电化学性能。（1）从ZIF-67的生长机制出发,优化反应陈化时间与反应物摩尔比制备了Co-NC复合多孔碳材料,系统研究了烧结温度以及盐酸刻蚀时间对Co-NC材料结构和电化学性能的影响。在优化工艺下得到的S/Co-NC（24 h）电极在0.2 C倍率下循环200次后的放电比容量为725.2 mAh?g-1,在5.0 C高倍率下依然可达到718mAh?g-1。这是由于Co-NC基体中大量孔结构的物理吸附作用减缓了S的流失,改善了其循环性能和倍率性能。（2）将Co-NC复合多孔碳经过高温硫化处理得到的CoS2-NC材料用于硫正极,深入分析CoS2纳米颗粒在硫正极充放电过程中的作用机制。S/CoS2-NC电极在0.2 C倍率下首次放电比容量可达1264 mAh?g-1,在1.0 C倍率下循环500次容量衰减率为每次0.064%,在5.0 C高倍率下放电容量依然可达到845 mAh?g-1。研究表明,S/CoS2-NC电极在充放电过程中对聚硫锂较强的化学吸附作用及CoS2纳米颗粒对电极反应的催化作用是其具有优异电化学性能的主要原因。（3）水热硫化ZIF-67制备了Co9S8-NC复合空心碳材料用于硫正极,研究了空心结构和极性Co9S8纳米颗粒对硫正极电化学性能的影响。S/Co9S8-NC电极在0.2 C倍率下首次放电比容量可达1176.9 mAh?g-1,在1.0 C倍率下循环400次容量衰减率为每次0.11%,在5.0 C高倍率下放电容量为745.8 mAh?g-1。研究表明,空心碳结构对单质硫具有良好的束缚作用,极性Co9S8纳米颗粒在循环过程中对聚硫锂具有化学吸附作用、对电极反应具有催化作用,其协同作用改善了电池的性能。