目前，锂硫电池商业化面临的主要挑战是多硫化物在充放电循环过程中存在严重的穿梭效应和反应动力学迟缓。

近日，青岛科技大学王磊教授，刘杰副教授，澳大利亚格里菲斯大学张山青教授报道了制备了一种富含阳离子空位的Zn/Co钴双金属氧化物（ZDZCO）纳米片，并将其用于在高性能锂硫电池隔膜上构建多功能多硫化物阻隔层。阳离子Zn空位能有效地增强多功能阻隔层对多硫化物的锚定和催化作用，并得到了理论和实验结果的证实。

文章要点

1）研究人员用Zn部分取代了Co₃O₄中的Co，并在尿素存在的条件下用一种简便的水热方法原位刻蚀了Zn。尿素的水解提供了温和的碱性条件和活性的NH₃配体与Zn²⁺反应，在ZnCo₂O₄中形成Zn空位，形成缺Zn的ZDZCO纳米片。

2）基于ZDZCO纳米片的隔膜上的多功能多硫化物阻隔层可以起到上集流层、多硫化物锚定和催化反应器的作用，从而显著抑制穿梭效应。因此，使用这种改性隔膜可以成功地用于具有高负荷的锂硫电池。结果显示，具有21.06 mg cm^-2超高硫负载量的锂硫电池可稳定循环60次以上，同时比容量高达13.95 mAh cm^-2。

本研究为构建高能量密度、高负载的锂硫电池提供了一种有效的、具有应用前景的途径。

参考文献

Zhenwei Li, Qian Zhang, Luke Hencz, Jie Liu, Payam Kaghazchi, Jishu Han, Lei Wang and Shanqing Zhang, Multifunctional cation vacancy rich ZnCo₂O₄ polysulfide-blocking layer for ultrahigh-loading Li-S battery, Nano Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106331

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106331