锂硫电池凭借其卓越的理论比能量和低廉的成本优势,在下一代高性能储能技术中占据着核心地位。然而,硫正极迟缓的氧化还原动力学以及多硫化锂的穿梭效应,长期制约了其实际应用。特别是在常规电解液体系下,锂离子(Li+)往往以体积庞大的溶剂化壳层形式存在,这不仅增加了离子在隔膜及界面间的传输阻力,更显著提高了反应过程中的去溶剂化能垒,成为提升电池整体性能的关键障碍。
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(CCS Chem., 2026, DOI:10.31635/ccschem.026.202507126;Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202421726;CCS Chem., 2024, 6, 988)的研究基础上,我校张章静、程志斌教授研究团队进一步提出通过金属有机框架(MOF)孔道工程策略提升锂离子去溶剂化高效传输能力。这种设计巧妙地利用了空间位阻与电荷相互作用的协同效应:一方面在物理层面实现对溶剂化鞘层的剥离,另一方面在化学层面削弱了Li+与溶剂分子的结合力。这一策略从本质上降低了Li+的传输能垒,在显著提升离子迁移速率的同时,大幅加速了硫物种的转化动力学。
研究成果以《Tailoring MOF Separator with Enhanced Lithium‐Ion Desolvation for High Sulfur Redox Kinetics in Lithium‐Sulfur Batteries》为题,发表于国际材料学Top期刊《Advanced Functional Materials》。福建师范大学为唯一通讯作者单位,文章的共同第一作者为我校化学与材料学院硕士生连杰和陈伟权,通讯作者为程志斌教授和张章静教授。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.75569
(化学与材料学院)