开发高性能锂-硫电池是一种很有前途的方法，可以以更低的成本实现超越最先进的锂离子电池技术的更高能量密度。然而，阻碍其实际应用的主要问题是硫和多硫化物的动力学缓慢和寄生穿梭反应。

在这里，南昌大学Linfeng Fei，宁夏大学Zhouyang Zhang，西安交通大学Ming Xu用金属有机骨架 (MOF) 支撑多层石墨烯展示了多功能夹层设计在解决这些问题方面的重大影响。

文章要点

1）与迄今为止报道的常规复合隔膜不同，三金属 Ni-Co-Mn MOF (NCM-MOF) 作为支柱的参与支持了离子通道互连夹层结构的构建，意外地平衡了界面浓度极化，在空间上限制了可溶性多硫化物，并为高效的多硫化物筛分/转化提供了大量亲锂位点。

2）作为演示，研究人员展示了 MOF 柱状夹层结构可使锂硫电池具有出色的容量（0.1 C 时为 1634 mAh g^-1）和寿命（2000 次循环中平均容量衰减为每次循环 0.034%）。此外，多层隔膜可轻松集成到高镍阴极（LiNi0.91Mn0.03Co0.06O2）基锂离子电池中，从而有效抑制循环过程中不希望出现的相变。

这些发现表明“间隙填充”材料在制造多功能隔膜方面的潜力，并推动了柱状夹层结构在储能应用中的发展。

参考文献

Peng Yang, et al, A Versatile Metal-Organic-Framework Pillared Interlayer Design for High-Capacity and Long-Life Lithium-Sulfur Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202414770

DOI: 10.1002/anie.202414770

https://doi.org/10.1002/anie.202414770