多巴胺表面改性的1D二氧化钛鳞片状多孔介观结构颗粒，用于提升锂硫电池中多硫化物的锚定性能

《ChemSusChem》：Dopamine Surface Functionalized 1D Titania Lepidocrocite Porous Mesostructured Particles for Improved Polysulfide Anchoring in Lithium Sulfur Cells

锂硫电池中多孔介孔1D lepidocrocite纳米材料经多巴胺功能化后显著抑制多硫化物穿梭效应，带隙由3.62降至≈2.29 eV，电导率提升2.6倍，0.5 C倍率下容量达560 mAh g-1，XPS证实硫相互作用增强。

　　

摘要

锂硫（Li-S）电池具有较高的比容量，但其发展受到多种问题的阻碍，其中最显著的是多硫化物穿梭效应。此前，一种新型的二氧化钛纳米材料——一维鳞晶石（1DL）纳米纤维被证明可以作为锂硫电池中的硫（S）载体。在本研究中，引入了多孔介观结构的二氧化钛颗粒作为1DL的新形态，以提升其作为硫载体的性能。此外，通过简单的、水基的一步表面功能化处理（使用多巴胺），增强了1DL与硫的相互作用，这一点通过红外光谱峰的变化和X射线衍射测得的晶胞间距增加得到了证实。这种表面功能化处理使1DL的带隙能量（Eg）从3.62 eV降低到约2.29 eV，从而使得电导率提高了2.6倍。同时，表面功能化处理还使得硫在1DL上的涂层更加致密，进一步提高了硫的利用率及其与1DL的相互作用。电化学测试显示，与未经处理的1DL相比，多硫化物穿梭电流降低了20%，在0.5 C电流密度下，硫负载量为2 mg/cm2时，电池的放电容量达到了560 mAh/g。后续的X射线光电子能谱分析还发现，经过多巴胺功能化处理的1DL中硫代硫酸盐信号更强，进一步证明了其硫相互作用能力的提升。

图形摘要

采用简单的一步表面功能化方法（使用多巴胺）处理新型多孔介观结构的一维鳞晶石（1DL）颗粒，从而降低了1DL的带隙能量，并增强了其在锂硫电池中的硫相互作用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。