锂硫电池的造价低、理论能量密度高、对环境无污染等,是一种潜在的电化学储能技术,然而,其本身存在的容量衰减快,多硫化物的穿梭效应等问题,对于锂硫电池的实际应用仍然是一个重大的挑战。近年来,研究人员已经提出了许多方法用来改善锂硫电池的性能。其中,在电池中添加一层特殊的中间层,不但可以提高电子的传导速率,还能有效地捕捉多硫化物,抑制其穿梭效应,从而使得电池的性能得到改善。在对中间层的改性研究中,金属有机骨架材料不但比表面积大,且其开放的金属位点可以与多硫化物产生相互作用,被认为是一种很有前途的改性材料。针对锂硫电池多硫化物的穿梭效应,造成电池的循环稳定性较差等问题,本课题提出了利用静电纺丝方法制备出的碳纤维作为骨架,再通过不同方法将ZIF-67材料负载到纤维表面,制得ZIF/CNFs复合纤维,并将其用作锂硫电池中间层,同时研究不同方法得到的复合薄膜对电池的影响,确定最适合的负载方式。由于ZIF/CNFs复合纤维具有良好的电子导电性,因此将ZIF/CNFs复合纤维作为电池的中间层,不仅可以降低电池阻抗,还能对多硫化物的运动起到物理阻挡的效果。此外,本文在上述研究的基础上,针对配体浓度会影响纤维表面ZIF颗粒的生成等问题,提出设置一系列梯度浓度的配体溶液的来探究其对复合纤维性能的影响,从而确定其最优的配比。而且,本文将最优工艺条件下制得的ZIF/CNFs复合纤维用作中间层组装的电池,依然能在较高的硫面密度下进行稳定的充放电循环,其结果显示,即使正极硫面密度达到3.2 mg/cm2时,电池仍然能够保持较高的放电比容量。将ZIF/CNFs复合纤维用作中间层时,一方面,不仅能作为物理屏障阻碍多硫化物的运动;另一方面,还能与多硫化物产生相应的化学相互作用,抑制穿梭效应,改善电池性能。