First‐principles Screening of Transition‐Metal Doped FeS2 As Sulfur Cathode Host for Sulfur Redox Chemistry

化学 硫黄 无机化学 氧化还原 阴极 多硫化物 电化学 过渡金属 吉布斯自由能 物理化学 催化作用 电解质 电极 热力学 物理 有机化学 生物化学
作者
Cheng‐Dong Wei,Hongtao Xue,Ruo‐Jiao Yin,Hongyi Zhang,Zhijun Zhang,Fuling Tang
出处
期刊:Chemcatchem [Wiley]
卷期号:15 (17) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/cctc.202300569
摘要

Abstract The sulfur cathode host Fe 1‐ x M x S 2 (M=transition‐metal; x =0, 0.125, and 0.25) for the sulfur redox chemistry is essential to facilitate the fast charge‐discharge kinetics of lithium‐sulfur‐batteries (LSBs). Applying first‐principles calculations, the formation energy, conductivity, work function, charge redistribution, chemical adsorption, and catalytic performance of Fe 1‐ x M x S 2 are systematically investigated. Ti/V‐doped FeS 2 has low lattice distortion and formation energy, and facilitates the Li + diffusion due to charge redistribution. Chemical adsorption for polysulfides (LiPSs) is closely related to d ‐band center of Fe 1‐ x M x S 2 . Li 2 S's activation begins with the transfer of electrons from the electron‐rich metal center to the empty orbitals of Li 2 S. Gibbs free energy change of Li 2 S 4 to Li 2 S determines the catalytic efficiency. Li 2 S deposition and decomposition affects the redox kinetics of sulfur. Ti/V‐doped FeS 2 has superior conductivity, chemical adsorption, and has low thermodynamic barrier of Li 2 S deposition. Li 2 S decomposition tends to occur on Fe 0.875 Ti 0.125 S 2 (001) surface. In general, Ti/V‐doped FeS 2 , as the host material of the sulfur cathode, is more beneficial to the cycle performance of LSBs. The electrochemical properties of sulfur cathode host materials can be controlled by doping, and can be manipulated and optimized in a certain range through electronic structure and chemical composition design in LSBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
陈昊完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
tian发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
12秒前
龙舞星完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
王涉发布了新的文献求助10
16秒前
普鲁卡因发布了新的文献求助10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
柚子完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
马儿饿了要吃草完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
sudor123456完成签到,获得积分10
31秒前
NXK发布了新的文献求助10
31秒前
打打应助普鲁卡因采纳,获得10
34秒前
36秒前
lii完成签到,获得积分10
36秒前
jiaolulu发布了新的文献求助10
42秒前
个性惜蕊完成签到,获得积分10
42秒前
45秒前
轩辕书白完成签到,获得积分10
46秒前
qinzhikai完成签到,获得积分10
50秒前
天真的冬瓜完成签到,获得积分10
51秒前
小溜溜完成签到 ,获得积分10
52秒前
普鲁卡因发布了新的文献求助10
53秒前
tian发布了新的文献求助10
54秒前
桃花源的瓶起子完成签到 ,获得积分10
58秒前
平凡世界完成签到 ,获得积分10
59秒前
YYLLTX完成签到,获得积分10
1分钟前
畅快山兰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gaoxiaogao完成签到,获得积分10
1分钟前
舒适怀寒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
shenglll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
普鲁卡因发布了新的文献求助10
1分钟前
Liang完成签到,获得积分10
1分钟前
爱思考的小笨笨完成签到,获得积分10
1分钟前
123456完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038112
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575788
关于积分的说明 11373801
捐赠科研通 3305604
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022