充电电池如何充电 Adv. Energy Mater.：含氮的褶皱状MXene在锂硫电池上的应用研究(2)

（h）褶皱状N－Ti3C2Tx／S纳米片中S 1s的XPS图谱；

（i）褶皱状N－Ti3C2Tx／S纳米片的中Ti 2p的XPS图谱。

图4褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx材料的电池性能

（a）在电流密度为0．1 mVs－1下，褶皱状N－Ti3C2Tx／S的锂硫全电池前三圈的CV曲线图；

（b）在电流密度为0．2 C下，褶皱状N－Ti3C2Tx材料的第1圈、第100圈、第200圈的充放电曲线图（1 C＝1673 mAg－1）；

（c）在电流密度为0．2 C下，褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx材料的循环图（200圈）；

（d）在电流密度为2 C下，褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx材料的循环图（1000圈）。充电电池如何充电

图5 褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx电池的倍率及循环性能

（a）在电流密度为0．2－2 C下，褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx电池的倍率图；

（b）在电流密度为0．2－2 C下，褶皱状N－Ti3C2Tx／S电池的充放电曲线图；

（c）在电流密度为0．2 C下，褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx材料的循环图（500圈）。

图6 N－Ti3C2Tx／S电极材料的XPS研究

（a）褶皱状N－Ti3C2Tx／S电极材料放电到2 V时，其 Li 1s的XPS图谱；

（b）褶皱状N－Ti3C2Tx／S电极材料放电到2 V时，其 N 1s的XPS图谱；

（c）添加褶皱状N－Ti3C2Tx／S和mixed－Ti3C2Tx前后，Li2S6溶液的紫外／可见吸收光谱（插入图是加入前和加入4h后的光学照片）。充电电池如何充电

【小结】

本文首次采用带负电的Ti3C2Tx片和带正电的三聚氰胺退火后，通过静电自组装制备成功制备了褶皱状N－Ti3C2Tx纳米片材料。退火后，氮原子成功掺杂到Ti3C2Tx材料。物理性能研究发现，N掺杂的MXene纳米片具有较多的孔结构，较高比表面积和独特的化学吸附性质，是一种锂硫电池提供硫的理想结构。褶皱状N－Ti3C2Tx／S混合电极具有很好的循环性能，例如：在流流密度为0．2 C下，可逆容量达到1144 mAhg－1；其循环200圈后，容量仍可以保持在950 mAhg－1；在电流密度为2 C下，1000圈的可逆容量达到610 mAhg－1；S的负载量为 5．1 mg cm－2时，在电流密度为2 C下，500圈的可逆容量达到588 mAhg－1。这种材料优异的电化学性能的原因是多孔的结构能够阻碍聚硫化物的溶解，并且减少硫含量损失。同时，N掺杂到MXene中，形成N－Ti3C2Tx／S混合材料，能够提高材料的电化学活性、化学吸附能力。本文关于掺杂N材料的一步合成方法具有普适性，对于其他掺杂N的固硫材料具有借鉴意义。

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