Long-Life and High-Areal-Capacity Li–S Batteries Enabled by a Light-Weight Polar Host with Intrinsic Polysulfide Adsorption

多硫化物 硫黄 吸附 材料科学 电化学 纳米孔 碳纤维 阴极 化学工程 纳米技术 电解质 化学 物理化学 有机化学 工程类 复合材料 复合数 冶金 电极
作者
Quanquan Pang,Linda F. Nazar
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:10 (4): 4111-4118 被引量:394
标识
DOI:10.1021/acsnano.5b07347
摘要

Lithium–sulfur batteries are attractive electrochemical energy storage systems due to their high theoretical energy density and very high natural abundance of sulfur. However, practically, Li–S batteries suffer from short cycling life and low sulfur utilization, particularly in the case of high-sulfur-loaded cathodes. Here, we report on a light-weight nanoporous graphitic carbon nitride (high-surface-area g-C3N4) that enables a sulfur electrode with an ultralow long-term capacity fade rate of 0.04% per cycle over 1500 cycles at a practical C/2 rate. More importantly, it exhibits good high-sulfur-loading areal capacity (up to 3.5 mAh cm–2) with stable cell performance. We demonstrate the strong chemical interaction of g-C3N4 with polysulfides using a combination of spectroscopic experimental studies and first-principles calculations. The 53.5% concentration of accessible pyridinic nitrogen polysulfide adsorption sites is shown to be key for the greatly improved cycling performance compared to that of N-doped carbons.
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
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
cc完成签到,获得积分10
3秒前
Sea_U应助koutianle采纳,获得10
3秒前
狗咚嘻完成签到,获得积分10
4秒前
普外科老白完成签到,获得积分10
7秒前
感动恋风关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
呆萌初南完成签到 ,获得积分10
10秒前
漂亮飞凤完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
111完成签到 ,获得积分10
13秒前
linjunqi发布了新的文献求助10
14秒前
漂亮飞凤发布了新的文献求助10
14秒前
SYLH应助煎饼狗子采纳,获得10
14秒前
喵喵完成签到 ,获得积分10
15秒前
LC完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研通AI5应助SovietUnion1920采纳,获得10
17秒前
英姑应助大G采纳,获得10
18秒前
逄锦国发布了新的文献求助10
18秒前
fjh应助www采纳,获得10
20秒前
20秒前
21秒前
雪小岳完成签到,获得积分10
21秒前
Jasper应助linjunqi采纳,获得10
21秒前
22秒前
22秒前
彧辰完成签到 ,获得积分10
23秒前
秀丽大凄发布了新的文献求助10
24秒前
饱满从霜发布了新的文献求助10
25秒前
买菜市民熊先生完成签到,获得积分10
26秒前
JamesPei应助Panchael采纳,获得10
26秒前
27秒前
暴龙战神发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
感动恋风发布了新的文献求助10
32秒前
macxinn发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
WWWXM完成签到,获得积分10
33秒前
kyrry发布了新的文献求助10
34秒前
35秒前
xw完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 666
Crystal Nonlinear Optics: with SNLO examples (Second Edition) 500
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3734540
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3278476
关于积分的说明 10009741
捐赠科研通 2995084
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1643196
邀请新用户注册赠送积分活动 780989
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749196