交联网络结构Ti_(3)C_(2)纳米线的制备及其在锂硫电池中的应用

作     者：张锦 李嘉琪 岳文博 Jin Zhang;Jiaqi Li;Wenbo Yue

作者机构：北京师范大学化学学院能量转换与储能北京市重点实验室北京100875 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2022年第67卷第20期

页      面：2431-2440页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(21975030)资助 

主　　题：Ti_(3)C_(2)纳米线 交联网络结构 高比表面积 穿梭效应 锂硫电池 

摘      要：锂硫电池因其能量密度高、成本低等优势被认为是最具希望的下一代储能器件之一,然而其正极材料的发展和应用仍面临诸多挑战.本文通过将剥离的Ti_(3)C_(2)纳米片在NaOH溶液中刻蚀得到具有交联结构的Ti_(3)C_(2)纳米线,并利用熔融浸渍法负载硫颗粒,用作锂硫电池的正极材料.具有极性表面的Ti_(3)C_(2)可有效捕获多硫化锂中间体,从而抑制多硫化锂的穿梭效应.与Ti_(3)C_(2)纳米片相比,具有交联网络状结构的Ti_(3)C_(2)纳米线具有更大的比表面积和多孔结构,可以有效提供固硫所需的空间,并容纳硫在锂化过程中的体积膨胀.其较大的比表面积有利于Ti_(3)C_(2)纳米线对多硫化锂的捕获,其多孔结构有利于锂离子的扩散.Ti_(3)C_(2)纳米线/硫复合物展现出优异的电化学性能,在0.2 C的倍率下,100次循环后,其可逆容量为658 mAh g^(−1);在1 C倍率下,300次循环后,Ti_(3)C_(2)纳米线/硫复合物仍能保持436 mAh g^(−1)的可逆容量.