Ti3C2 MXene QDs@CNTs复合材料——锂硫电池高效双向催化阴极的新突破

本文介绍了一种新型的Ti₃C₂ MXene量子点（Ti₃C₂ QDs）与碳纳米管（CNTs）复合材料，用于锂硫电池的双向催化阴极。研究背景指出锂硫电池因其高能量密度被视为下一代储能系统的理想候选，但面临硫的绝缘性、多硫化锂的穿梭效应、体积膨胀和缓慢的氧化还原动力学等挑战。研究目的是通过开发兼具导电性与催化活性的复合电极材料来解决这些问题。通过将Ti₃C₂ QDs负载于CNTs上，构建了Ti₃C₂ QDs@CNTs复合材料，该材料通过量子点的超高比表面积和Ti³⁺/Ti⁴⁺的氧化还原活性，有效抑制了穿梭效应并加速了Li₂S的成核与解离。电化学性能研究表明，该复合材料在电池容量保持率和循环稳定性方面表现优异。结论指出，这种材料设计为高性能锂硫电池的电极设计提供了理论依据和实践方案，并展望了未来在材料优化、机理深化和应用拓展方面的研究方向。