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(jī)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(diǎn)而引起了人們的極大興趣，但其發(fā)展和應(yīng)用受限于單質(zhì)硫的絕緣特性、多硫化鋰（Li₂Sx）的穿梭效應(yīng)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(fù)載在多孔導(dǎo)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(jìn)行改性，通過物理限域或化學(xué)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(dǎo)電性、強(qiáng)的極性和獨(dú)特表面化學(xué)環(huán)境，是作為硫的載體構(gòu)筑長壽命、高能量密度、超柔性Li-S電池復(fù)合正極的新型理想材料。南京工業(yè)大學(xué)楊建教授和瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院聯(lián)邦材料科學(xué)技術(shù)研究所張傳芳博士研究團(tuán)隊通力合作，在前期制備出S@Ti₃C₂T_x復(fù)合漿料電極，并發(fā)現(xiàn)MXene通過其表面的–OH化學(xué)吸附Li₂S_x并進(jìn)一步原位形成亞硫酸鹽保護(hù)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(shí)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(dǎo)電紙，闡明了Ti₃C₂T_x的固硫機(jī)制，將其直接用作Li-S電池?zé)o粘結(jié)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(dǎo)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(lǐng)域的良好應(yīng)用前景。相關(guān)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(xué)科建設(shè)工程、江蘇先進(jìn)無機(jī)功能復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心、江蘇高校青藍(lán)工程、江蘇省研究生科研與實(shí)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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