改性隔膜被认为是实现高性能锂硫电池的有效策略，然而大多数改性层都过厚，催化活性位点主要位于材料内部。这种结构严重影响了Li+的输运和多硫化物的有效催化转化，因此迫切需要开发一种集超薄设计、催化活性和离子筛选能力于一体的多功能隔膜。

在此，福建师范大学张章静、程志斌等人成功地将TCPP（Ni）作为二级配体与Zr-BTB纳米片连接，创建了具有高效离子筛分和催化性能的超薄隔膜修饰层（Zr-TCPP(Ni)）。由此产生的多功能隔膜提供强大的离子筛选能力，促进Li+快速运输和拦截多硫化物穿梭。该研究成果中福建师范大学为唯一通讯单位，文章的第一作者是化学与材料学院程志斌副教授和陈逸阳硕士生。

基于此，Zr-TCPP(Ni)@PP电池在高3 C循环400次后仍能保持其初始容量的79.45%，即使在0.5 C高硫含量为80 wt%的情况下，也能获得优异的4.55 mA h cm-2面容量。

图1. 电池性能

总之，该工作通过二级配体的固定化制备了Zr-TCPP（Ni）纳米片，并应用于PP隔膜的一侧，形成为高性能Li-S电池量身定制的超薄且坚固的涂层。研究显示，超薄的Zr-TCPP（Ni）修饰层能够形成无边界结构、均匀的孔道和暴露的吸附/催化位点。这些优点使改性隔膜能够实现Li+的快速输送，有效的多硫化物拦截和快速催化转化。

基于此，该多功能隔膜显著提高了Zr-TCPP(Ni)@PP电池的电化学性能，即使在高硫含量下也表现出优异的倍率能力和显著的循环稳定性。因此，该工作为设计多功能MOFs基隔膜开辟了新途径，旨在实现高性能锂电池。

图2. 机制研究

Interface Engineering of MOF Nanosheets for Accelerated Redox Kinetics in Lithium‐Sulfur Batteries,Angewandte Chemie International Edition2024 DOI: 10.1002/anie.202421726