张蕾 孙徐圆 孙艳 袁莎莎 聂晓婷 弭侃

摘 要：近几年，锂硫电池以超高的理论能量密度备受人们关注。然而，受限于硫的绝缘性、多硫化物穿梭效应和正极体积膨胀等问题，锂硫电池的市场化应用尚未实现。针对上述难题，设计多功能化复合材料用于载硫、固硫并促进多硫离子的动力学转化成为锂硫电池正极研究的热点。基于金属有机框架衍生的碳@金属化合物复合材料具有较大的比表面积和丰富的表面化学特征，被广泛应用于锂硫电池。总结了MOFs衍生的碳@金属化合物复合材料用于锂硫电池的众多案例，为推动锂硫电池市场化提供参考。

关键词：锂硫电池;金属有机框架;金属化合物

1    锂硫电池的概述

随着化石能源的消耗和环境污染的日益严峻，开发可再生绿色能源迫在眉睫。而太阳能、风能等受地域及季节等因素的影响，具有间接性等特点。为了实现能源的持续供给，开发高效的储能体系显得十分重要。锂硫电池具有超高的理论比容量（1 675.0 mAh/g）和环境友好等特征，被认为是最具潜力的新一代电能存储系统。锂硫电池以单质硫（S8）作为正极、金属锂作为负极，在放电过程中，金属锂失去电子变成锂离子并由负极迁移至正极;同时，硫与Li+结合生成可溶于电解液的中间产物Li2S8、Li2S6和Li2S4等。随着放电过程的進行，长链的多硫离子又进一步被还原成Li2S2和Li2S。现阶段，锂硫电池的市场化还无法实现，活性物质硫的电绝缘性、放电产物的穿梭效应及动力学转化缓慢等问题严重影响了锂硫电池的循环寿命和倍率性能[1-3]。……