锂硫电池具有较高的理论容量(1672 m Ah g-1)和能量密度(2600 Wh kg-1),硫具有储量丰富,价格低廉且环境友好等优点,引起了研究者的广泛关注。然而,锂硫电池在实际应用中仍存在一些问题。例如硫的绝缘特性严重降低了活性材料的利用率。此外,在循环过程中产生的多硫化锂（Li PS）溶解在电解质中并在电极之间穿梭,导致锂硫电池的循环稳定性差。为了改善锂硫电池的电化学性能,本论文从硫正极材料设计出发,利用静电纺丝工艺合成四氧化三钴/碳纳米纤维复合材料并对其进行了微观结构、理化性质及电化学性能的研究与分析。主要研究内容如下:1.利用静电纺丝工艺合成多孔氮掺杂碳纳米纤维材料（NCFs）,并对其微观结构、石墨化程度、比表面积以及电化学性能等进行了表征和分析。结果表明,当碳化温度为900℃,碳化时间为2 h时,碳纳米纤维的石墨化程度最高,具有良好的导电性,有效促进电子和离子的传质速率;当碳源聚丙烯腈（PAN）与造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的质量比为1:0.4时,得到的NCFs-2材料具有较大的比表面积和孔体积;混硫得到S/NCFs-2复合正极材料的初始放电比容量为1123 m Ah g-1,经100次循环后可保持741 m Ah g-1。2.利用静电纺丝工艺合成一种碳纳米纤维基体生长碳纳米管-四氧化三钴材料（Co3O4-CNT@NCFs）,并对其形貌结构以及电化学性能等进行了表征和分析。研究表明,Co3O4-CNT@NCFs的分层结构确保了电子的长程/短程导电性;紫外光谱和理论计算等结果表明,Co3O4颗粒对多硫化物具有强烈的化学吸附作用;对称电池循环伏安（CV）和线性扫描伏安（LSV）曲线证实了Co3O4极大促进了催化多硫化物的动力学转化过程;混硫得到S/Co3O4-CNT@NCFs复合正极材料的首次放电比容量可达1274 m Ah g-1,循环100次后仍可保持999 m Ah g-1。3.利用静电纺丝工艺合成一种金属有机框架衍生的四氧化三钴-多孔碳纳米纤维材料（Co3O4@ZNCFs）,并对材料的形貌结构、物相组成以及电化学性能等进行了表征和分析。研究表明,当碳化温度为900℃时,ZIF-67可以很好的保持多孔的多面体骨架结构并且均匀负载超细Co3O4颗粒;当PAN和ZIF-67质量比为2:1时,碳化后得到均匀封装的Co3O4@ZNCFs-2,混硫得到S/Co3O4@ZNCFs-2复合正极材料的首次放电比容量可达1245 m Ah g-1,循环100次后仍可保持908 m Ah g-1。