锂硫（Li-S）电池因其高理论比容量和高能量密度而受到广泛关注。然而，大多数报道的锂硫电池的硫载量和硫含量都很低，导致实际能量密度低。本文，钟新华教授与饶华商副教授团队在《ACS Appl. Energy Mater》期刊发表名为“Lightweight Free-Standing 3D Nitrogen-Doped Graphene/TiN Aerogels with Ultrahigh Sulfur Loading for High Energy Density Li–S Batteries”的论文，研究基于独立式三维 (3D) 氮掺杂石墨烯/TiN 复合气凝胶（3DNG-TiN）的无粘合剂和无金属集电器的轻质自立电极，用于高能量密度锂硫电池。气凝胶中的3D网络结构提供了出色的电荷传输通道和大微米和亚微米孔，以确保超高的硫负载。
值得注意的是，复合材料中的极性 TiN 纳米颗粒组分有效地抑制了穿梭效应并加速了多硫化物的反应动力学，从而显着提高了所得 Li-S电池的循环和倍率性能。此外，轻质独立式 3DNG-TiN 电极 (3.54 mg/cm2 ) 将阴极中的绝对硫含量提高到 85.0 wt%。具有高硫负载量 (20.0 mg/cm2 ) 的Li-S 电池具有18.9mA h/cm2 的高初始面积容量和 16.2mA h/cm 2在 2.0 mA/cm2下循环 100次后。这项工作为实现锂硫电池的高能量密度提供了一种新策略。