鋰硫電池有望推動儲能領域的改革。隔膜上的改性功能中間層已被認為是提高電池性能的有效方法，主要集中在對多硫化鋰的捕獲和催化作用，而沒有仔細考慮跨層的傳質性能。

在此，電子科技大學熊杰教授、王顯福研究員及胡音副研究員等人設計了由鋰離子插入的ZIF-67 (Li-MOF) 層和聚丙烯 (PP) 隔膜上的還原氧化石墨烯 (RGO) 層組成的層壓功能層(Li-MOF/RGO)，以構建高倍率性能鋰硫電池。

采用LiTFSI直接處理MOF，有利于純化和實際生產。Li-MOF不僅可以有效阻擋LiPSs的穿梭，而且還允許Li⁺ 自由通過，從而確保跨層的快速傳質性能。

圖2. 具有功能層的鋰硫電池的電化學性能

此外，Li-MOF層頂部的RGO可以作為上部集流體，利用Li-MOF捕獲LiPS從而提高活性材料的利用率。原位拉曼研究表明，Li-MOF層中促進的離子傳輸對于減少極化和增加傳質至關重要。

因此，具有Li-MOF層的Li-S電池在0.2 C時實現1374 mAh g^-1高比容量，2 C下仍可提供742 mAh g^-1的比容量，且在1 C下600 次循環中實現每個循環0.089% 的低衰減率，顯示出高倍率Li-S電池的巨大潛力。

圖2. 原位拉曼研究

Ion-Inserted Metal-Organic Frameworks Accelerate the Mass Transfer Kinetics in Lithium-Sulfur Batteries, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202104367