When TiO2 nanospheres couple with Ni nanoparticles: A freestanding strategy for regulating polysulfide shuttling in Li-S batteries

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Hybrid Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1016/j.mtener.2026.102391
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Lithium-sulfur (Li-S) batteries are promising next-generation energy storage systems, but their practical deployment remains hindered by polysulfide shuttling, sluggish sulfur redox kinetics, and structural instability during cycling. Herein, a freestanding carbon fiber paper (CFP) electrode decorated with spherical TiO 2 and Ni nanoparticles (NPs) is developed as a multifunctional sulfur host that integrates polysulfide confinement, catalytic conversion, and continuous charge transport. Systematic comparison of CFP, TiO 2 @CFP, TiO 2 /NiO@CFP, and TiO 2 /Ni@CFP distinguishes the respective roles of the conductive scaffold, adsorption-active oxide domains, and metallic catalytic sites. Benefiting from the synergistic combination of TiO 2 -mediated polysulfide adsorption and Ni-assisted redox conversion, the TiO 2 /Ni@CFP cathode delivers an initial specific capacity of 1484.5 mAh g -1 at 0.2 C with a sulfur loading of 2 mg cm -2 and retains 76.3% of its capacity with a Coulombic efficiency (CE) of 95.7% after 100 cycles. It also maintains 478.2 mAh g -1 after 500 cycles and delivers 1427.9 mAh g -1 at 8 mg cm -2 . In situ Raman spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy, Li 2 S precipitation tests, and density functional theory calculations reveal a cooperative adsorption-catalysis mechanism, providing an effective oxide-metal coupling strategy for high-performance freestanding Li-S cathodes.