锂硫(Li-S)电池具有理论能量密度高、价格便宜等优点，被认为是最有前途的储能技术。然而，其存在的一些缺点，特别是所谓的“穿梭效应”，引发了严重的硫损失和低的库仑效率，进而阻碍了锂硫电池的实际应用。这其中，作为电池的组成部分，合理设计隔膜能够为Li-S电化学的改进产生协同作用。

近日，加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授，华南师范大学王新副教授，Yongguang Zhang报道了通过简单易行的配体竞争策略，获得了一种新的非晶化金属有机骨架，并以MIL-88B为例构建了先进的锂硫电池隔膜。

文章要点

1）研究人员将结晶MIL-88B（称为cMIL-88B）直接浸入二甲基咪唑溶液中，引发氨基对苯二甲酸酯被2-甲基咪唑（2-MeIM）部分取代，随后羟基化，得到缺乏有机配体的位点。

2）与母体MIL-88B相比，配体缺陷和MOF结构非晶化的引入增加了aMIL-88B导电性，构建了多范围的多孔性用于快速离子转移，暴露了更多的活性界面，更重要的是，实现了与中间多硫化物在空间上和配位上更强的相互作用，从而有助于出色的硫固定和催化。

3）当用作隔膜改性剂时，新开发的aMIL-88B建立了有利的屏障，有效吸附多硫化物并促进其电化学转化，从而显著抑制了穿梭效应以及实现了快速反应动力学。实验结果显示，基于aMIL-88B改性隔膜的锂硫电池实现了高效和可逆的硫电化学，在1 C下500次循环后具有740 mAh g^-1的高容量，高达5 C的倍率性能，以及在4.3 mg cm^-2的高硫负载量下良好的面容量。

这项工作为锂硫电池多功能隔膜的开发提供了一条便捷的途径，对其他相关储能领域的先进材料的缺陷工程也具有指导意义。

参考文献

Xiaomin Zhang, Gaoran Li, Yongguang Zhang, Dan Luo, Aiping Yu, Xin Wang and Zhongwei Chen, Amorphizing metal-organic framework towards multifunctional polysulfide barrier for high-performance lithium-sulfur  batteries, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106094

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106094