鋰硫電池（LSBs）目前面臨的挑戰包括多硫化鋰穿梭、硫氧化還原動力學緩慢、鋰枝晶生長嚴重以及體積變化。

圖1.?材料制備示意

哈爾濱師范大學張喜田、Qi Jin等通過將三維N摻雜的碳纖維嵌入豐富的二維V₂CT_x納米片（N/CF@V₂CT_x），設計出了一種先進的雙功能宿主。研究顯示，摻N的碳纖維作為”線”將V₂CT_x納米片連接起來，形成獨特的開放式三維大孔結構。這種結構有效地防止了V₂CT_x納米片的重新堆積，并暴露了它們的親鋰和親硫位點。因此，N/CF@V₂CT_x宿主有效地抑制了鋰硫電池的穿梭，并改善了正極動力學。

圖2.?對多硫化物的吸附及催化轉化

此外，三維有序多孔骨架與豐富的親鋰位點相結合，實現了均勻的鋰沉積和均一的鋰離子通量，從而抑制了枝晶的生長并緩解了體積膨脹。因此，組裝的LSB具有出色的倍率能力（15 C時為640 mAh g^-1）和卓越的循環穩定性（1 C時循環1200次，每次容量衰減0.019%）。

此外，本文采用N/CF@V₂CT_x宿主組裝的軟包電池還具有350 Wh kg^-1的高能量密度和良好的循環穩定性。這項研究為全面、有效地解決硫正極和鋰負極在工作LSBs中面臨的挑戰提供了一種可行的方法。

圖3.?鋰硫電池性能

Nanofiber-Interlocked V2CTx Hosts Enriched with 3D Lithiophilic and Sulfophilic Sites for Long-Life and High-Rate Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI：10.1002/adfm.202309624