近日，我院方晓亮副教授课题组与福建物质结构研究所徐刚研究员课题组合作开发了一种由导电金属有机框架（metal organic frameworks，MOFs）材料修饰的锂硫电池隔膜。相关结果以“Large-Area Preparation of Crack-Free Crystalline Microporous Conductive Membrane to Upgrade High Energy Lithium-Sulfur Batteries”为题发表在国际期刊Advanced Energy Materials (IF = 21.875)上。
充放电过程中的多硫中间体在正负极间的“穿梭”行为是制约锂硫电池发展的瓶颈问题。通过对商业隔膜进行修饰降低多硫中间体从正极向负极的扩散是当前提升锂硫电池性能一条有效途径。从材料设计的角度来看，具有孔道高度可调的MOFs材料是一种理想的隔膜修饰材料。理想的设计是在商业隔膜的表面修饰上一层具有均一孔道且轻、薄的MOFs薄膜，这层薄膜可允许锂离子自由传输但不让多硫中间以通过。同时，薄膜的引入不能增加电池的内阻。然而MOFs材料大多不导电且成膜手段较为单一，难以制备出符合设计要求的薄膜。有鉴于此，此项工作发展了一种在商业隔膜上大面积生长具有轻、薄特性的导电MOFs薄膜的方法。生长在隔膜上的导电MOFs薄膜重量和厚度分别仅为0.066 mg cm-2和0.45 μm。该修饰隔膜配合使用廉价的商业碳材料作为正极载硫材料就可以获得稳定的锂硫电池，该成果为高能量密度锂硫电池的研发提供了新思路。
我院2014级研究生裴非为文章共同第一作者，方晓亮副教授为共同通讯作者。论文连接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201802052
发布：2018年09月21日 16:00
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