鋰硫電池的商業(yè)化在很大程度上受到多硫化物穿梭和緩慢動(dòng)力學(xué)的限制。近日，清華大學(xué)周光敏、西北工業(yè)大學(xué)王天帥、貴州大學(xué)邵姣婧開發(fā)了由交替堆疊多孔二氧化硅納米片（PSN）和Ti3C2Tx-MXene組成的2D納米通道夾層。
本文要點(diǎn)：
1) 具有選擇性陽離子傳輸特性的2D納米通道有助于鋰離子的快速傳輸，同時(shí)阻止多硫化物陰離子穿過隔膜的轉(zhuǎn)移。羥基化的MXene使PSN表面O的p帶中心更接近費(fèi)米能級(jí)，從而對(duì)多硫化物產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收/催化作用，從而加快多硫化物的轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)。
2) 再加上PSN/MXene的離子/電子雙傳導(dǎo)功能，Li-S電池在0.1 C下具有1443 mAh g?1的高初始容量，在2 C下的800次循環(huán)中具有0.049%的低容量衰減率，并且具有出色的倍率性能。在5.2 mg cm-2的高硫負(fù)載下，這些電池的面積比容量高于商用鋰離子電池。采用貧電解質(zhì)（E/S=3.9μL mg?1）的軟包電池在100 mA下的容量為2-Ah，具有高能量密度和出色的循環(huán)穩(wěn)定性。
Zhi-Hong Luo et.al 2D Nanochannel Interlayer Realizing High-Performance Lithium–Sulfur Batteries Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202417321
https://doi.org/10.1002/adma.202417321
