近日，我校化学与材料学院青年教师刘征在《Advanced Science》期刊上发表题为“Synergistic Effect of Dual-functional Groups in MOF-modified Separators for Efficient Lithium-ion Transport and Polysulfide Management of Lithium-sulfur Batteries”的研究论文。该研究通过在金属有机框架（MOF）中引入-NH₂和-SO₃H双官能团，构建了一种新型隔膜修饰层，显著提升了锂硫电池的循环稳定性与倍率性能，系统揭示了其在抑制多硫化物穿梭和促进锂离子选择性传输方面的协同机制。

锂硫电池因其高理论能量密度和环境友好等优势受到广泛关注，但仍面临多硫化物穿梭和反应动力学缓慢等问题。MOF材料因其结构可调和孔道有序等特点，在电池隔膜修饰中展现出潜力。然而传统单官能团MOF在功能协同上存在局限。基于此，研究团队创新性地将-SO₃H与-NH₂两种官能团同时引入MOF骨架，构建了具有多重协同作用的功能隔膜涂层。其中，-SO₃H基团有效吸附多硫化物并排斥阴离子，促进锂离子迁移；-NH₂基团则通过配位作用锚定多硫化物并增强锂离子扩散动力学。两者协同实现了对多硫化物的高效管理与锂离子的快速传输，显著提升电池性能。

实验表明，采用该改性隔膜的锂硫电池在0.5 C倍率下初始放电比容量达1215.7 mAh g⁻¹，在2 C高倍率下循环500周后，每圈容量衰减率仅为0.085%，展现出优异的电化学稳定性。

化学与材料学院青年教师刘征为论文第一作者，庞欢教授与宁德时代张帆博士为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金及校企合作等项目资助。