開發高性能鋰-硫電池是一種很有前途的方法，可以以更低的成本實現超越最先進的鋰離子電池技術的更高能量密度。然而，阻礙其實際應用的主要問題是硫和多硫化物的動力學緩慢和寄生穿梭反應。
在這里，南昌大學Linfeng Fei，寧夏大學Zhouyang Zhang，西安交通大學Ming Xu用金屬有機骨架 (MOF) 支撐多層石墨烯展示了多功能夾層設計在解決這些問題方面的重大影響。
文章要點
1）與迄今為止報道的常規復合隔膜不同，三金屬 Ni-Co-Mn MOF (NCM-MOF) 作為支柱的參與支持了離子通道互連夾層結構的構建，意外地平衡了界面濃度極化，在空間上限制了可溶性多硫化物，并為高效的多硫化物篩分/轉化提供了大量親鋰位點。
2）作為演示，研究人員展示了 MOF 柱狀夾層結構可使鋰硫電池具有出色的容量（0.1 C 時為 1634 mAh g-1）和壽命（2000 次循環中平均容量衰減為每次循環 0.034%）。此外，多層隔膜可輕松集成到高鎳陰極（LiNi0.91Mn0.03Co0.06O2）基鋰離子電池中，從而有效抑制循環過程中不希望出現的相變。
這些發現表明“間隙填充”材料在制造多功能隔膜方面的潛力，并推動了柱狀夾層結構在儲能應用中的發展。
參考文獻
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
