锂硫（Li-S）电池被认为是最有潜力的下一代动力电池系统，但是，迫切需要找到合适的材料来解决一系列挑战，例如穿梭效应和锂枝晶生长。金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)是一种多功能多孔材料，可用于锂电池的不同部位。近年来，MOF在Li-S电池中的应用得到了迅速发展。

有鉴于此，武汉理工大学麦立强教授和Xu Xu等人，综述了MOFs在Li-S电池阴极、隔膜和电解质等各个方面的最新进展。详细讨论了影响MOFs性能的因素以及MOFs在不同部位的工作机理。最后，提出了MOFs在Li-S电池中应用面临的机遇和挑战。

本文要点

1）总结了MOF在Li-S电池各个部分中的应用。包括阴极主体，隔膜和电解质。在分析近年来MOF在Li-S电池中的应用进展的基础上，详细讨论了MOF在Li-S电池不同部位的工作机理。还分析了影响MOF性能的因素，包括吸附多硫化物的能力和均匀离子沉积的作用。

2）尽管在过去十年中，MOF在Li-S电池中的应用取得了一系列令人振奋的进展，但Li-S电池中MOF的发展，特别是商业发展，仍然受到一些问题的限制，一些重要的机理还没有得到充分的认识。因此，应关注关键因素和潜在的发展方向。(1) 应从多个方面考虑MOF孔结构对Li-S电池的影响。（2）设计并在隔板上构造均匀，完整的MOF涂层。（3）开发大规模制备基于MOF的分离器的新方法。(4) MOF基电解质将是一个潜在的发展方向。（5）选择更合适的策略以将MOF应用于Li-S电池的锂金属阳极保护。（6）应发展低成本，大规模制造MOF材料，以促进其产业化。(7)开发基于MOF材料的高能量密度商用锂电池。

3）尽管存在挑战，但MOF在Li-S电池中的应用已得到迅速发展，这也为将来用于Li-S电池的新型基于MOF的材料的开发指明了更好的方向。选择适合大规模工业生产的低成本MOF材料，开发具有高能量密度和良好循环稳定性的商用Li-S电池将是最重要的研究方向。

参考文献：

Cheng Zhou et al. Metal-organic frameworks enable broad strategies for lithium-sulfur batteries. National Science Review, 2021.

DOI: 10.1093/nsr/nwab055

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab055