锂硫电池因具有高达2600 Wh kg-1的理论能量密度,同时兼具硫资源丰富、成本低廉以及环境友好等优势,被认为是最具潜力的下一代储能体系之一。然而,在充放电过程中,多硫化锂在正负极之间的迁移会引发不受控制的“穿梭效应”,不仅降低硫的利用率,还会对锂金属负极造成腐蚀。
为了解决这些问题,在前期多功能框架活性位点调节(Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2504330;Adv. Sci., 2024, 11, 2404834;Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, 202311480)及界面功能化(Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202421726;CCS Chem., 2024, 6, 988)的研究基础上,我校陈邦林院士、张章静教授、程志斌教授研究团队进一步通过氰基HOF与磺酸基聚合物PEDOT:PSS之间的多重氢键网络,成功构建了具有高比表面积与多级孔结构的异质材料HOF-PTPS。多重氢键网络增强了复合材料的结构稳定性,丰富的极性位点则有助于提升锂离子传导能力和多硫化物界面吸附催化能力。该材料用作隔膜界面层不仅能实现锂离子的快速传输,还可有效拦截并促进多硫化物的转化,从而显著提升电池的倍率性能与循环稳定性。
研究成果以《Multifunctional Hydrogen-Bonded Organic Framework-Based Heterostructure Enables Advanced Separator Engineering for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries》为题,发表于国际顶级期刊《CCS Chemistry》。该研究成果中福建师范大学为唯一通讯单位,文章的第一作者是我校化学与材料学院程志斌教授和闻兴硕士生,通讯作者是程志斌教授、陈邦林教授和张章静教授,本项研究得到国家自然科学基金等项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.31635/ccschem.026.202507126
(化学与材料学院)
