​陈忠伟/王新/王建涛AEM：基于二维MOF的高性能锂硫电池！

锂硫电池因其极高的能量密度而受到广泛关注。尽管如此，它们的实际实施仍然受到多硫化物的穿梭效应和缓慢的转化动力学的阻碍。

滑铁卢大学陈忠伟院士、华南师范大学王新、国联汽车动力电池研究院王建涛等合理设计了具有丰富活性边缘的多孔二维缺陷沸石咪唑酯骨架-7（ZIF-7）作为锂硫电池的多功能硫载体。

图1. 材料制备及表征

研究显示，孔的产生暴露了丰富的活性位点，然后在孔边缘引入N缺陷形成活性边缘，调节了ZIF-7的电子结构。因此，ZIF-7的催化活性和电导率得到了很大的提高，可以保证多硫化物（LiPSs）的固定化能力，并促进硫的氧化还原动力学。

此外，在制备过程中会产生少量的ZnO，这不仅可以增强多硫化物的吸附，还可以进一步提高样品的电导率。因此，所制备的ZIF-7 600可以直接用作锂硫电池的多功能主体材料，有利于提高锂硫电池的实际能量密度。此外，二维ZIF-7可为Li₂S的沉积提供大表面积。

图2. 对LiPSs的吸附

因此，Li-S 电池显示出令人惊讶的实用前景，在1 C下经过500次循环后的稳定容量为676.9 mAh g^-1（容量保持率=72.3%）。当组装成2.3 mg cm^-2的软包电池时，在0.1 C下循环100次后仍具有901.1 mAh g^-1的高容量。总体而言，这项工作展示了一种多功能正极，可以防止穿梭效应，增强LiPSs的反应动力学，并促进先进Li-S电池的进一步发展。

图3. Li-S电池性能

Creating Edge Sites within the 2D Metal-Organic Framework Boosts Redox Kinetics in Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201960