中國粉體網(wǎng)訊  柔性、可穿戴電子的快速發(fā)展迫切需要兼具優(yōu)異機械柔性和高能量密度的可充電電池。鋰硫（Li-S）電池以高能量密度、低成本、綠色環(huán)保等突出優(yōu)點而引起了人們的極大興趣，但其發(fā)展和應用受限于單質硫的絕緣特性、多硫化鋰（Li₂Sx）的穿梭效應和充放電過程中硫的體積膨脹。目前主要的解決策略是將硫均勻負載在多孔導電非極性碳納米材料或極性金屬氧化物載體中以及對隔膜進行改性，通過物理限域或化學吸附來抑制Li₂S_x的溶解、穿梭和在正極的積累。

以Ti₃C₂T_x為代表的MXene是一類新的二維過渡族金屬碳(氮)化物，具有優(yōu)異導電性、強的極性和獨特表面化學環(huán)境，是作為硫的載體構筑長壽命、高能量密度、超柔性Li-S電池復合正極的新型理想材料。南京工業(yè)大學楊建教授和瑞士聯(lián)邦理工學院聯(lián)邦材料科學技術研究所張傳芳博士研究團隊通力合作，在前期制備出S@Ti₃C₂T_x復合漿料電極，并發(fā)現(xiàn)MXene通過其表面的–OH化學吸附Li₂S_x并進一步原位形成亞硫酸鹽保護層，從而有效抑制了Li₂S_x的溶解和穿梭，展現(xiàn)了MXene在固硫、實現(xiàn)長程穩(wěn)定性鋰硫電池方面的巨大潛力（Advanced Science, 2018, 5(9): 1800502）。最近，他們又采用干法氣相蒸鍍的思路，制備出了具有出色柔韌性、可以經(jīng)受頻繁彎曲的Ti₃C₂T_x/S導電紙，闡明了Ti₃C₂T_x的固硫機制，將其直接用作Li-S電池無粘結劑正極獲得了在1C電流密度循環(huán)1500圈后970 mAh g^-1的比容量和每圈0.014%的超低容量衰減率，并且基于Ti₃C₂T_x/S導電紙首次制備出了軟包半電池和Ge-S全電池原型器件，展現(xiàn)出在智能電子和織物領域的良好應用前景。相關成果以“A Robust, Freestanding MXene-Sulfur Conductive Paper for Long Lifetime Li-S Batteries”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials（2019, 1901907）上。論文第一作者：碩士生唐歡、李文龍；通訊作者：楊建、張傳芳。（文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.201901907）

該工作得到了江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程、江蘇先進無機功能復合材料協(xié)同創(chuàng)新中心、江蘇高校青藍工程、江蘇省研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃、江蘇高校品牌專業(yè)的資助。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）

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