TiO₂-碳复合多孔夹层

多硫化物“穿梭效应”抑制

这种夹层结合了吸附和催化双重功能，从根源上固定多硫化物并加速其转化，而非仅阻挡。

Gao, Keke · Rui, Xu · Chen, Yunxiang · 张宗涛 · Jiashuo, Shao · 姬海鹏 · 张丽莹 · 易莎莎 · Deliang, Chen · 胡俊华 · Yanfeng, Gao

Chinese Chemical Letters 2023

具体参数

初始放电比容量

{'zh': '1551.1', 'en': '1551.1'} mAh/g

循环后比容量

{'zh': '893.8', 'en': '893.8'} mAh/g

容量衰减率

{'zh': '0.04', 'en': '0.04'} %/cycle

技术优势

穿梭效应被显著抑制

多级孔碳与高吸附性 TiO₂ 纳米颗粒协同作用，有效固定多硫化物，阻止其穿过隔膜到达负极。

氧化还原动力学更快

碳负载 TiO₂ 纳米颗粒具有催化活性，加速多硫化物的转化，从而提升倍率性能。

循环稳定性优异

在 0.5 C 下循环 200 圈后容量保持 893.8 mAh/g，每圈衰减率低至 0.04%。

制备方法简单

利用 MXene 辅助相分离和退火即可制得多级孔结构，无需复杂工艺。

应用场景

• 锂硫电池：作为隔膜夹层直接用于锂硫电池，解决多硫化物穿梭导致的容量衰减问题。
• 高能量密度储能：提升锂硫电池循环寿命，推动其在高能量密度储能系统中的实用化。
• 电化学储能：提供一种高效、简单的隔膜修饰策略，改善电化学储能器件的循环稳定性。