保持结构稳定性并缓解正极材料固有的导电性差，对于Li-S电池的实际应用非常重要。引入空隙空间和高导电性主体以适应体积变化并提高导电性将是实现坚固结构的明智设计；有效的电子和离子传输，从而延长了循环寿命并提高了倍率性能。在这方面，我们报道了在多蛋黄/壳结构的TiC@C纳米纤维上组装垂直排列的石墨烯的碳质杂化物的设计，以作为硫主体，此结构可提供足够空间、强大化学吸附和活性电催化、高电导率的协同性能。因此，所制备的硫阴极在超过800次循环中具有出色的循环能力，在高硫负荷（10.5 mg）下具有6.81 mA h cm^-2的高面积容量。更重要的是，在第一个循环中，在硫负荷为4.5 mg cm^-2的情况下，还准备了软包装电池，容量为530 mAh g^-1和46.5 mAh，这显示出其在促进Li-S电池实际应用中的潜力。
 
Figure 1. （A）多蛋黄/壳结构CFTG-1复合材料的制造过程示意图；（B）在CFTG-1复合材料表面（左）和碳表面（右）上Li₂S成核和生长的示意图。
 

Figure 2. 形态表征。获得的CF（A,E）、CFT（B,F）、CFTG-1（C,G,I-L）和（D,H）CFTG-2复合材料的SEM和TEM图像。
 

Figure 3. （A）CF、CFT、CFTG-1和CFTG-2纤维吸附后的Li₂S₆溶液的紫外可见光谱和光学图像；（B）充放电过程中Li-S电池中的透明电解质；（C,D）在石墨烯和TiC衬底上吸附Li₂S₆的优化配置。
 

Figure 4. 硫载量为1.2 mg cm^-2，在0.1 C时制得的复合材料的电催化作用。
 

Figure 5. 在CF（A）和CFTG-1（B）基材上进行LiPS氧化还原反应和Li₂S成核的示意图；CF/S（C）和CFTG-1/S（D）正极在放电状态下的SEM图像，在0.1 C下，硫含量为1.2 mg cm^-2。
 

Figure 6. 电化学表征
 
      相关研究成果于2020年由郑州大学Peng Zhang和Guosheng Shao课题组，发表在Energy Storage Materials（doi.org/10.1016/j.ensm.2020.01.029）上。原文：Vertically aligned graphene nanosheets on multi-yolk/shell structured TiC@C nanofibers for stable Li-S batteries。

摘自《石墨烯杂志》公众号：