鋰硫電池因其理論能量密度（2600 Wh/kg）遠超商用鋰離子電池，且硫資源豐富、成本低廉，被視為下一代高能儲能器件的理想選擇。然而，其產業化面臨三重瓶頸：硫正極本征導電性差導致能量轉化效率低下；多硫化物溶解穿梭引發活性物質流失與負極腐蝕；鋰金屬負極枝晶生長帶來安全隱患。盡管研究者通過設計導電復合正極、極性界面修飾等策略取得進展，但單一功能材料難以協同解決正負極問題，且復雜制備工藝制約規?；瘧?。因此，開發兼具高導電性、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壁壘的關鍵。論文概要

該圖展示了TiC/CC材料的合成路徑及鋰硫電池結構設計（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構。圖1b闡明雙功能基底作用機制：TiC/CC同時作為硫正極載體（紅色區域）和鋰金屬負極宿主（銀色區域），其多孔纖維結構為活性物質沉積提供三維空間，奠定了協同優化電極界面的基礎。

材料結構表征證實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）形成鮮明對比。硫負載后（圖2d），纖維直徑由8.2 μm增至15.6 μm，EDS元素映射（圖2e）證實硫在TiC/CC表面均勻分布，結合TGA定量60%硫負載量（圖S5），凸顯材料優異的硫容納能力。

鋰負極電化學性能對比揭示TiC/CC的穩定性優勢。對稱電池測試中（圖3a-b），Li/TiC/CC在10 mA/cm2高電流密度下循環2000小時仍保持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節（0.5→20 mA/cm2），裸鋰則在5 mA/cm2時短路。性能雷達圖（圖3d）進一步表明該數據超越42-52號文獻報道的同類材料，確立領域領先地位。

界面穩定性機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50次循環穩定于7 Ω，而裸鋰電極（圖4b）在100次循環后阻抗劇增至78 Ω，表明TiC誘導形成穩定SEI膜。SEM圖像（圖4c-d）直接驗證：裸鋰表面隨電流增大（1→5 mA/cm2）出現枝晶和孔洞，而TiC/CC電極始終保持致密鋰沉積，歸因于多孔結構均化離子流并降低局部電流密度。

全電池性能驗證多級協同機制。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，反映增強的反應動力學。倍率測試（圖5c）顯示0.1C容量達1274.1 mAh/g，2C下仍保持236.7 mAh/g。長循環性能（圖5e）表明500次循環后容量保持率63.5%（衰減率0.073%/循環），循環后電極SEM（圖5f-h）顯示負極無枝晶、正極硫分布均勻，印證結構穩定性。