罗维/邹儒佳NML：高性能锂硫电池，5C稳定循环1000次！

催化被认为是缓解锂硫电池缓慢反应动力学和严重穿梭效应的有效策略。东华大学罗维、邹儒佳等首次报道了一种用于合成由超薄二维Ti₃C₂TX-TiN异质结构(MX-TiN)组成的空心球形结构，以用作新型高性能锂硫电池电催化剂。

图1. 材料制备及表征

二维异质结构在Ti₃C₂T_x MXene和TiN之间通过形成的键紧密接触，具有大量界面区域，以激发高密度电子流，实现导电性的整体增强，从而提供低电阻、高电化学反应动力学。TiN（001）表面还显示出优异的电子结构，具有良好的吸附能力和高催化活性。此外，超薄层状异质结构的厚度被控制在几纳米，这缩短了催化剂到活性硫物质的电子扩散距离，并通过丰富的吸附和催化位点扩大了表面积。

根据DFT计算，多硫化物（LiPSs）通过化学键牢固地固定在MX-TiN表面，通过降低从液态Li₂S₄到固态Li₂S₂/Li₂S的转化势垒，反应动力学大大增强。从整体上看，中空球形结构可以实现高硫负载，抑制二维结构的自发重新堆叠，将LiPSs紧紧地困在球内，并在放电过程中适应大体积膨胀。

图2. 对LiPSs的催化转化

得益于这些优势，S/MX-TiN正极显示出卓越的初始容量、高倍率性能和出色的长期循环性能。更重要的是，在高硫负载（10.16 mg cm^-2）和贫电解液（E/S = 7.84）下，S/MX-TiN正极仍提供了令人印象深刻的面积容量（8.27 mAh cm^-2），提高了锂硫电池实际应用的可行性。凭借这项工作产生的见解，作者期望超薄二维异质结构的合理设计和构造不仅可以提高锂硫电池系统的性能，还可以拓宽其他储能和转换系统的电催化剂设计视野。

图3. Li-S电池性能

Construction of Ultrathin Layered MXene-TiN Heterostructure Enabling Favorable Catalytic Ability for High-Areal-Capacity Lithium–Sulfur Batteries. Nano-Micro Letters 2022. DOI: 10.1007/s40820-022-00935-0

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罗维/邹儒佳NML：高性能锂硫电池，5C稳定循环1000次！

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