双MOF介导策略构建BiPS4/C@Ni-HHTP核壳结构：破解钠存储中多硫化物的穿梭难题

针对钠离子电池（SIBs）中金属磷硫化物（MPSx）阳极存在的多硫化物溶解/穿梭和结构失稳问题，研究人员通过双MOF工程策略设计出BiPS4/C@Ni-HHTP复合材料。该材料结合Bi-MOF衍生碳的缓冲作用和导电Ni-HHTP的吸附/催化功能，实现了1063.6 mA h g?1的高初始容量及2000次循环后99.2%的容量保持率，为高稳定性转换型电极提供了新范式。

　　

随着全球能源危机与环境问题加剧，钠离子电池（SIBs）因其资源丰富和成本低廉成为锂离子电池（LIBs）的重要替代品。然而，传统硬碳阳极的容量瓶颈和金属磷硫化物（MPS_x）材料的多硫化物（如Na₂S₄）溶解问题严重制约了SIBs的发展。BiPS₄虽具有>1000 mA h g^?1的理论容量，但其实际应用受限于导电性差和循环过程中的结构崩塌。

为解决这一难题，江西师范大学的研究团队在《Journal of Energy Chemistry》发表研究，提出了一种创新的双金属有机框架（MOF）介导策略：首先通过Bi-MOF热解同步碳化-磷硫化制备BiPS₄/C内核，再原位生长导电Ni-HHTP（2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯基镍）纳米棒外壳，构建出BiPS₄/C@Ni-HHTP核壳结构。

关键技术方法
研究采用密度泛函理论（DFT）计算验证材料设计机理，通过溶剂热法合成Bi-MOF前驱体，经高温磷硫化获得BiPS₄/C，再通过界面自组装生长Ni-HHTP纳米棒。电化学测试在纽扣电池体系中进行，结合非原位表征分析反应机制。

研究结果

Results and discussion
DFT计算表明，Ni-HHTP的π-d共轭网络显著提升载流子密度，其Ni/O活性位点对Na₂S₄的吸附能达-2.31 eV，有效抑制多硫化物扩散。电化学测试显示，复合材料在0.1 A g^?1下实现1181.3 mA h g^?1的首周放电容量，2 A g^?1下2000次循环后容量保持率高达99.2%，远超未修饰样品。

Conclusions
该研究开创性地将MOF衍生碳的缓冲作用与导电MOF的吸附/导电功能相结合：1）Ni-HHTP外壳构建电子超高速通道，碳基质提供Na⁺快速扩散路径；2）双MOF协同作用实现多硫化物的物理-化学双重固定；3）核壳结构缓解体积膨胀，提升机械稳定性。

这项研究不仅为MPS_x材料的设计提供了新思路（通过双MOF工程同步解决导电性与穿梭效应），更推动了高能量密度SIBs的实际应用。Ming Yue等作者的工作表明，合理整合不同功能MOF的优势，可突破传统电极材料的性能边界。