面对能源危机和环境压力，开发可持续清洁能源成为全球焦点。锂离子电池虽为主流，但在能量密度、成本和安全性方面存在局限。锂硫电池凭借高达2600 Wh kg^-1的理论能量密度、低成本和高环保性成为研究热点，但面临多硫化物穿梭效应、导电性差和循环稳定性等挑战。无机材料如氧化物可改善导电性并限制多硫化物溶解，但无法完全解决问题。金属有机框架（MOFs）具有高比表面积和可调结构，能优化离子传输和多硫化物相互作用，提升电池性能。然而，传统单功能MOFs效果有限，需设计多功能MOFs以协同解决离子迁移与多硫化物转化，并深入理解反应机制，推动锂硫电池实际应用。

近日，扬州大学刘征博士联合宁德时代张帆等人报道了一种多功能隔膜，它包含了-NH₂ 和 -SO₃H 基团，旨在克服单功能MOF材料在锂硫电池（LSBs）中存在的内在局限性。-SO₃H功能基团具有强大的吸附LiPS分子的能力，电荷排斥多硫化物阴离子，并促进Li⁺运输。反过来看，-NH₂功能基团则显示出强大的锚定多硫化物阴离子的能力，并且通过配位相互作用显著增强Li⁺迁移，以此确保均匀的Li⁺通过。通过在MOF结构中集成-SO₃H 和 -NH₂，实现了吸附和排斥的协同效应，能够在电解液中更好地控制LiPS行为，明显改善了LSBs的性能。其成果以题为“Synergistic Effect of Dual-functional Groups in MOF-modified Separators for Efficient Lithium-ion Transport and Polysulfide Management of Lithium-sulfur Batteries”在国际知名期刊Advanced Science上发表，本文第一作者为扬州大学青年教师刘征博士。

文章信息：Zheng Liu, Wanchang Feng, Haoyang Xu, Zilin Yang, Wenting Li, Mohsen Shakouri, Hsiao-Chien Chen, Fan Zhang*, Huan Pang*, Synergistic Effect of Dual-Functional Groups in MOF-Modified Separators for Efficient Lithium-Ion Transport and Polysulfide Management of Lithium-Sulfur Batteries, Adv. Sci. (2025): e15034.

文章链接: https://doi.org/10.1002/advs.202515034