近日，我校材料学院先进储能材料团队在高性能锂电池领域取得重要进展，在《Advanced Functional Materials》发表了题为“Spatially Engineered Janus Separator Enables Bidirectional Regulation of Sulfur Electrochemistry and Lithium Deposition in High-Energy-Density Lithium-Sulfur Pouch Cells”的研究论文。论文第一作者为材料学院硕士研究生魏青晨，通讯作者为材料学院王波教授。

该研究针对多硫化物的穿梭效应、锂负极的退化问题等锂硫电池的实际应用难题，提出了一种界面工程策略。通过利用固有微孔聚合物PIM-1，成功设计出具有双功能表面的Janus隔膜。其中，面向正极侧酰胺功能化层（APIM）可同时通过物理排斥和化学吸附作用抑制多硫化物穿梭并促进锂离子（Li⁺）传输，而面向负极侧羧酸锂功能化层（LCPIM）则进一步优化离子传输，减少负极粉化。结果表明，该策略在锂硫纽扣电池中实现了超过99.7%的库仑效率、600次以上的稳定循环，并在实用的3 Ah软包电池（硫载量9.6 mg cm^-2，电解液/硫（E/S）=3.3）中验证了其性能，能量密度达到373 Wh kg^-1。

该研究通过界面功能隔膜的设计，为同步解决锂硫电池正负极界面问题提供了新思路，对推动高能量密度、长寿命锂硫电池的开发具有重要参考价值。

该工作得到国家自然科学基金、河北省自然科学基金等项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202521571