二维三金属有机框架修饰隔膜助力高性能锂硫电池

为解决锂硫电池(LSBs)中多硫化物穿梭效应导致的循环稳定性问题，研究人员开发了一种由二维三金属有机框架(2DT-MOFs)和氨基功能化碳纳米管(CNT─NH2)组成的功能修饰涂层(FMC)隔膜。该设计通过2DT-MOFs高效吸附并催化转化多硫化物(PSs)，结合CNT─NH2的导电特性，使电池在1C倍率下初始放电容量达948 mAh g-1，较传统PP隔膜提升50%，1500次循环后仍保持649 mAh g-1的比容量，为高能量密度储能器件开发提供新思路。

　　

锂硫电池(LSBs)凭借其超高理论能量密度(2600 Wh kg^-1)和环境友好特性，已成为可持续能源材料研究的热点。然而充放电过程中可溶性多硫化物(PSs)的穿梭效应会严重腐蚀锂负极，导致容量快速衰减。这项研究创新性地采用二维三金属有机框架(2DT-MOFs)与氨基化碳纳米管(CNT─NH₂)复合涂层对聚丙烯(PP)隔膜进行功能化修饰。2DT-MOFs独特的金属配位结构不仅能强力锚定PSs，还能加速其电化学转化动力学；而CNT─NH₂则构建了三维导电网络，协同提升硫物种的利用率。测试数据显示，这种FMC@PP隔膜使电池在1C倍率下展现出948 mAh g^-1的卓越初始容量，经过1500次循环后容量保持率高达68.4%，相当于每次循环仅衰减0.021%。该工作为破解锂硫电池商业化应用瓶颈提供了极具前景的隔膜工程策略。