鋰硫電池因其理論能量密度（2600 Wh/kg）遠(yuǎn)超商用鋰離子電池，且硫資源豐富、成本低廉，被視為下一代高能儲(chǔ)能器件的理想選擇。然而，其產(chǎn)業(yè)化面臨三重瓶頸：硫正極本征導(dǎo)電性差導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化效率低下；多硫化物溶解穿梭引發(fā)活性物質(zhì)流失與負(fù)極腐蝕；鋰金屬負(fù)極枝晶生長帶來安全隱患。盡管研究者通過設(shè)計(jì)導(dǎo)電復(fù)合正極、極性界面修飾等策略取得進(jìn)展，但單一功能材料難以協(xié)同解決正負(fù)極問題，且復(fù)雜制備工藝制約規(guī)?；瘧?yīng)用。因此，開發(fā)兼具高導(dǎo)電性、多硫化物錨定與枝晶抑制能力的雙功能集成材料，成為突破鋰硫電池技術(shù)壁壘的關(guān)鍵。論文概要

該圖展示了TiC/CC材料的合成路徑及鋰硫電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖1a）。通過焦耳熱法（60A電流/200s）在碳布表面原位生成TiC，高溫（2700–2800°C）促使TiO?碳熱還原形成多孔結(jié)構(gòu)。圖1b闡明雙功能基底作用機(jī)制：TiC/CC同時(shí)作為硫正極載體（紅色區(qū)域）和鋰金屬負(fù)極宿主（銀色區(qū)域），其多孔纖維結(jié)構(gòu)為活性物質(zhì)沉積提供三維空間，奠定了協(xié)同優(yōu)化電極界面的基礎(chǔ)。

材料結(jié)構(gòu)表征證實(shí)TiC/CC的成功制備（圖2a）。XRD譜圖中36.3°、41.9°、60.9°的特征峰與立方相TiC（PDF#02-1179）的(111)、(200)、(220)晶面精確匹配。SEM圖像（圖2b）顯示獨(dú)特的多孔纖維形貌（比表面積1.33 m2/g），與光滑裸碳布（圖S2）形成鮮明對(duì)比。硫負(fù)載后（圖2d），纖維直徑由8.2 μm增至15.6 μm，EDS元素映射（圖2e）證實(shí)硫在TiC/CC表面均勻分布，結(jié)合TGA定量60%硫負(fù)載量（圖S5），凸顯材料優(yōu)異的硫容納能力。

鋰負(fù)極電化學(xué)性能對(duì)比揭示TiC/CC的穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)。對(duì)稱電池測(cè)試中（圖3a-b），Li/TiC/CC在10 mA/cm2高電流密度下循環(huán)2000小時(shí)仍保持17.9 mV低過電位，而裸鋰電極迅速失效。倍率性能（圖3c）顯示其過電位隨電流變化可逆調(diào)節(jié)（0.5→20 mA/cm2），裸鋰則在5 mA/cm2時(shí)短路。性能雷達(dá)圖（圖3d）進(jìn)一步表明該數(shù)據(jù)超越42-52號(hào)文獻(xiàn)報(bào)道的同類材料，確立領(lǐng)域領(lǐng)先地位。

界面穩(wěn)定性機(jī)理通過阻抗與形貌分析闡明。EIS譜圖（圖4a）顯示Li/TiC/CC界面電阻經(jīng)50次循環(huán)穩(wěn)定于7 Ω，而裸鋰電極（圖4b）在100次循環(huán)后阻抗劇增至78 Ω，表明TiC誘導(dǎo)形成穩(wěn)定SEI膜。SEM圖像（圖4c-d）直接驗(yàn)證：裸鋰表面隨電流增大（1→5 mA/cm2）出現(xiàn)枝晶和孔洞，而TiC/CC電極始終保持致密鋰沉積，歸因于多孔結(jié)構(gòu)均化離子流并降低局部電流密度。

全電池性能驗(yàn)證多級(jí)協(xié)同機(jī)制。UV-vis光譜（圖5a）顯示TiC/CC浸泡后Li?S?在400-500 nm特征吸收峰消失，證實(shí)Ti d軌道通過Ti-S鍵錨定多硫化物。CV曲線（圖5b）中S/TiC/CC||Li/TiC/CC電池還原峰電流最高且極化最小，反映增強(qiáng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。倍率測(cè)試（圖5c）顯示0.1C容量達(dá)1274.1 mAh/g，2C下仍保持236.7 mAh/g。長循環(huán)性能（圖5e）表明500次循環(huán)后容量保持率63.5%（衰減率0.073%/循環(huán)），循環(huán)后電極SEM（圖5f-h）顯示負(fù)極無枝晶、正極硫分布均勻，印證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。