TiN-MXene-Co@CNTs硫/锂双功能宿主

高面容量长循环

一种多功能网络结构，同时抑制多硫化物穿梭和锂枝晶生长，实现高面容量锂硫电池。

Zuo, Xintao · Lufei, Wang · 甄蒙蒙 · 尤汀汀 · 刘大鹏 · 张宇

Angewandte Chemie - International Edition 2024

具体参数

可逆比容量（0.1 C，2.5 mg cm⁻²硫载量）

{'zh': '1129.1', 'en': '1129.1'} mAh g⁻¹

面积容量（8.9 mg cm⁻²硫载量，低E/S比）

{'zh': '6.3', 'en': '6.3'} mAh cm⁻²

锂沉积/剥离循环时长

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

超长循环寿命（1 C）

{'zh': '1000', 'en': '1000'}

技术优势

能同时解决三大难题

该材料集捕获多硫化物、加速其氧化还原转化、促进Li₂S成核/分解以及诱导均匀锂沉积等多重功能于一身。

高硫载量下仍能工作

在8.9 mg cm⁻²的高硫载量和5.0 µL mg⁻¹的低E/S比条件下，仍可获得6.3 mAh cm⁻²的高面积容量。

可稳定循环上千小时

作为锂金属宿主，TiN-MXene-Co@CNTs能够实现超过1000小时的稳定锂沉积/剥离。

应用场景

• 锂硫电池：代替传统硫宿主，抑制穿梭效应并提升倍率与循环稳定性。
• 高比能锂电池：通过高面积容量与低E/S比实现更高能量密度，适合高比能电池设计。
• 固态电池界面工程：诱导均匀锂沉积，减少界面枝晶生长，稳定固固界面。
• 电催化转化：作为电催化剂加速多硫化物转化和Li₂S成核/分解，降低反应过电位。