本文首次提出层状化合物的晶面调控策略对嵌入反应机理的影响。通过调节反应物钛硫比或掺杂金属原子（Fe、Al、Bi），实现了TiS2择优晶面取向的可控调节。在以(011)晶面为主的TS(011)电极中，有效抑制了析氢反应，同时激活质子作为载流子的电化学反应，从而促进了以H3O+嵌入为主导的电荷储存机制。H3O+具有较小的离子半径和单价电荷特性，有利于离子扩散并缓解晶格畸变，因此，TS(011)在0.1 A·g-1的电流密度下表现出了212.4 mAh·g-1的高可逆比容量，并且在1 A·g-1的电流密度下稳定循环超过1000次。相反，以(001)晶面为主的TS(001)电极面临着强烈析氢以及由锌离子主导的离子嵌入过程引起的晶格畸变问题，表现出较差的电化学性能（0.1 A g-1时为164.7 mAh g-1，1000次循环后1 A g-1时容量保持率为17%）。这一研究为通过晶面调控同时实现抑制HER和增强结构稳定性提供了有益的见解，为开发在水锌离子电池中具有离子选择性嵌入化学的高性能电极提供了有价值的启示。

发表时间：2024年5月7日

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Boosting the Proton Intercalation via Crystal Plane Optimization of TiS2 for Cycling-Stable Aqueous Zn-Ion Batteries

https://doi.org/10.1002/aenm.202400724