多硫化锂中间体的迟缓动力学和穿梭效应是阻碍锂-硫电池（Li−S）实用化面临的主要挑战。
近日，厦门大学张力，Jiajia Chen，中科院大连化物所Xiangyang Guo报道了提出了一种缺陷工程方法以构建缺陷UiO66-NH4/石墨烯电催化膜（D-UiO66-NH4/G EM），以加速多硫化锂在高硫负载量和低电解液/硫（E/S）比中Li−S电池中的转化。
文章要点
1）金属−有机骨架（UiO-66-NH2）可以被定向化学蚀刻成凹面的八面体，其中含有丰富的缺陷。
2）电催化动力学和密度泛函理论（DFT）计算，D-UiO-66-NH2-4结构通过较强的化学亲和力有效地为捕获多硫化物提供了充足的位置，并提供了多硫化锂转化的高电催化活性。
3）实验结果表明，在贫电解质条件下（E/S=5 μL mg-1-sulfur），电流密度为2.1 mA cm−2（0.1 C）时，具有这种电催化膜的Li−S电池在硫负载量高达12.2 mg·s cm−2时的容量为12.3 mAh cm−2（1013 mAh g−1）。此外，开发的电池样机软包电池还表现出优异的循环稳定性，100次循环后的容量可达996mAh g−1。
这种策略可以启发基于骨架的纳米材料的设计，以满足未来各种电化学储能和转换系统的需求。
参考文献
Sha Li, et al, Defects Engineering of Lightweight Metal−Organic Frameworks-Based Electrocatalytic Membrane for High-Loading Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c05585
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05585
