锂硫（Li–S）电池因具有高比容量（mAhg-1），高安全性和低成本的特性而成为有前景的下一代电池技术。但是，目前还需要解决几个问题，例如循环稳定性差和硫利用率低，这归因于多硫化锂（LiPS）的穿梭效应，硫较低的导电性（5×10-30Scm-1）和大的体积膨胀（≈78％）。碳材料因其优异的导电性和丰富的多孔结构而被广泛用作硫载体，可以提高硫的利用率并在物理上抑制穿梭效应。然而，由于碳材料一般没有小孔，对硫的化学吸附能力较差，难以完全限制LiPS，为了应对这一挑战，近日，清华大学深圳国际研究生院吕伟研究员等人通过单向冷冻干燥制备了由Ti3C2TxMXene/碳纳米管（CNT）三明治结构的层状气凝胶，以提高高硫载量电池的循环稳定性。
文章要点
1）由于独特的平行排列结构，所制备的MXene/CNT（PA‐MXene/CNT）材料具有平行排列的特征。
2）MXene/CNT/MXene堆叠的薄片形成多个物理屏障，加上MXene的化学捕获和催化活性，有效抑制了高硫载量下的多硫化锂（LiPS）穿梭效应，显著提高了对LiPS限制能力。
3）组装好的Li–S电池可提供mAhg-1的高容量和7mgcm-2的硫载量，并具有出色的循环稳定性，在0.5C下的个循环中，每个循环的容量衰减为0.％。在10mgcm-2的高硫载量下，经过次循环后可保持6mAhcm-2的高面容量。
参考文献
BinZhang,etal.LamellarMXeneCompositeAerogelswithSandwichedCarbonNanotubesEnableStableLithium–SulfurBatterieswithaHighSulfurLoading.Adv.Funct.Mater.,.
DOI:10./adfm.00793