鋰硫電池因其極高的能量密度而受到廣泛關(guān)注。盡管如此，它們的實際實施仍然受到多硫化物的穿梭效應(yīng)和緩慢的轉(zhuǎn)化動力學(xué)的阻礙。

滑鐵盧大學(xué)陳忠偉院士、華南師范大學(xué)王新、國聯(lián)汽車動力電池研究院王建濤等合理設(shè)計了具有豐富活性邊緣的多孔二維缺陷沸石咪唑酯骨架-7（ZIF-7）作為鋰硫電池的多功能硫載體。

圖1. 材料制備及表征

研究顯示，孔的產(chǎn)生暴露了豐富的活性位點，然后在孔邊緣引入N缺陷形成活性邊緣，調(diào)節(jié)了ZIF-7的電子結(jié)構(gòu)。因此，ZIF-7的催化活性和電導(dǎo)率得到了很大的提高，可以保證多硫化物（LiPSs）的固定化能力，并促進(jìn)硫的氧化還原動力學(xué)。

此外，在制備過程中會產(chǎn)生少量的ZnO，這不僅可以增強(qiáng)多硫化物的吸附，還可以進(jìn)一步提高樣品的電導(dǎo)率。因此，所制備的ZIF-7 600可以直接用作鋰硫電池的多功能主體材料，有利于提高鋰硫電池的實際能量密度。此外，二維ZIF-7可為Li₂S的沉積提供大表面積。

圖2. 對LiPSs的吸附

因此，Li-S 電池顯示出令人驚訝的實用前景，在1 C下經(jīng)過500次循環(huán)后的穩(wěn)定容量為676.9 mAh g^-1（容量保持率=72.3%）。當(dāng)組裝成2.3 mg cm^-2的軟包電池時，在0.1 C下循環(huán)100次后仍具有901.1 mAh g^-1的高容量?？傮w而言，這項工作展示了一種多功能正極，可以防止穿梭效應(yīng)，增強(qiáng)LiPSs的反應(yīng)動力學(xué)，并促進(jìn)先進(jìn)Li-S電池的進(jìn)一步發(fā)展。

圖3. Li-S電池性能

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