张梦辰老师团队在锂硫电池隔膜研究中取得进展

锂硫电池因其极高的理论比容量和能量密度，被视为下一代储能系统的最有前途的候选者之一。然而，其商业化应用受到多硫化物（LiPS）的“穿梭效应”和缓慢的硫还原反应动力学的阻碍。

针对该问题，张梦辰副教授团队设计了一种基于Ce-MOF-808、木质素磺酸钠（SL）和氧化石墨烯（GO）的三维分级多孔隔膜，调控LiPS的催化转化过程：一方面，Ce⁴⁺位点吸附短链LiPS并催化，促进短链LiPS在液相与固相之间转化成Li₂S；另一方面，SL磺酸基团通过静电排斥作用防止长链LiPS在Ce⁴⁺催化位点富集，避免催化剂“中毒”；GO则作为基底提供三维分级导电网络。三者协同实现了LiPS的持续催化转化，有效解决了LiPS“穿梭效应”问题。该隔膜组装的锂硫电池在1 C倍率下循环500圈，平均每圈衰减率仅0.033%。

图1 LSBs隔膜示意图及Ce4+和SL的路易斯酸碱相互作用示意图

相关成果以“Lewis Acid-Base Interactions Enable Sustained Catalytic Activity for Polysulfide Conversion in Lithium-Sulfur Batteries”为题发表于Rare Metals期刊。