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鋰硫（Li-S）電池以其較高的理論比容量和成本效益而脫穎而出。然而，鋰硫電池的實際應用受到穿梭效應、緩慢的氧化還原動力學和枝晶生長等問題的阻礙。

圖1 COF-CN-S的設計

云南大學郭洪等開發了一種具有氰基和多硫鏈雙功能活性位點的共價有機框架（COF-CN-S）作為協同功能促進劑，以同時解決枝晶和穿梭效應問題。研究顯示， COF-CN-S涂層聚丙烯隔膜可作為氧化還原介質，實現對硫正極和鋰負極的雙重保護。

首先，COF-CN-S中的氰基可以排斥多硫化陰離子，而多硫鏈可以與多硫化物發生可逆反應，從而精確控制多硫化物的氧化還原行為。此外，COF-CN-S還能與Li⁺相互作用，促進Li⁺的傳輸，有效抑制鋰枝晶。

圖2 對稱電池性能

因此，采用這些COF-CN-S改性隔膜的電池顯示出明顯改善的電化學性能。當應用于鋰/鋰對稱電池時，在8.0 mA cm^-2的條件下，顯示出超過7600小時的優異循環穩定性。

此外，組裝的Li-S電池在0.1C條件下的初期放電容量高達1206.4 mAh g^-1，而且在0.5 C條件下可穩定循環超過850次。因此，這項工作既展示了一種增強硫氧化還原反應動力學的新策略，也為COF功能材料在儲能系統中的廣泛應用提供了前景。

圖3 Li-S電池性能

Constructing Cooperative Interface via Bi-Functional COF for Facilitating the Sulfur Conversion and Li+ Dynamics. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202305818

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云南大學郭洪AM：雙功能COF構建協同界面，促進硫轉化和鋰離子傳輸

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