Ordered Mesoporous Carbon Grafted MXene Catalytic Heterostructure as Li-Ion Kinetic Pump toward High-Efficient Sulfur/Sulfide Conversions for Li–S Battery

材料科学 多硫化物 介孔材料 电解质 化学工程 纳米片 锂(药物) 异质结 催化作用 电化学 碳纤维 纳米技术 复合数 电极 化学 有机化学 光电子学 物理化学 复合材料 医学 工程类 内分泌学
作者
Xiang Li,Qinghua Guan,Zechao Zhuang,Yongzheng Zhang,Yuhang Lin,Jian Wang,Chunyin Shen,Hongzhen Lin,Yanli Wang,Liang Zhan,Licheng Ling
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (2): 1653-1662 被引量:174
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c11663
摘要

Lithium–sulfur (Li–S) batteries exhibit unparalleled theoretical capacity and energy density than conventional lithium ion batteries, but they are hindered by the dissatisfactory "shuttle effect" and the sluggish conversion kinetics owing to the low lithium ion transport kinetics, resulting in rapid capacity fading. Herein, a catalytic two-dimensional heterostructure composite is prepared by evenly grafting mesoporous carbon on the MXene nanosheet (denoted as OMC-g-MXene), serving as interfacial kinetic accelerators in Li–S batteries. In this design, the grafted mesoporous carbon in the heterostructure can not only prevent the stack of MXene nanosheets with the enhanced mechanical property but also offer a facilitated pump for accelerating ion diffusion. Meanwhile, the exposed defect-rich OMC-g-MXene heterostructure inhibits the polysulfide shuttling with chemical interactions between OMC-g-MXene and polysulfides and thus simultaneously enhances the electrochemical conversion kinetics and efficiency, as fully investigated by in situ/ex situ characterizations. Consequently, the cells with OMC-g-MXene ion pumps achieve a high cycling capacity (966 mAh g–1 at 0.2 C after 200 cycles), a superior rate performance (537 mAh g–1 at 5 C), and an ultralow decaying rate of 0.047% per cycle after 800 cycles at 1 C. Even employed with a high sulfur loading of 7.08 mg cm–2 under lean electrolyte, an ultrahigh areal capacity of 4.5 mAh cm–2 is acquired, demonstrating a future practical application.
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
刚刚
刚刚
刚刚
期待完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
yanliu95完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
3秒前
shimmer发布了新的文献求助10
3秒前
lzt发布了新的文献求助10
4秒前
淡然的剑通完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
wpy发布了新的文献求助10
5秒前
务实慕山发布了新的文献求助10
6秒前
拉长的娩发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
烂漫的汲完成签到,获得积分10
6秒前
巧克力怪发布了新的文献求助50
7秒前
creNdro发布了新的文献求助10
8秒前
爱听歌傲玉完成签到,获得积分10
8秒前
杭幻丝发布了新的文献求助10
8秒前
DrRayson1208完成签到,获得积分10
9秒前
謦欬与风完成签到,获得积分10
11秒前
YangLi发布了新的文献求助10
11秒前
hsa_ID完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
huohuo完成签到,获得积分10
15秒前
黄佳慧发布了新的文献求助10
15秒前
斯文败类应助xs采纳,获得10
15秒前
Zxxz发布了新的文献求助10
16秒前
Kim_Hou发布了新的文献求助10
16秒前
英姑应助shimmer采纳,获得10
16秒前
鳗鱼蹇完成签到,获得积分10
17秒前
Cassie发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
“Now I Have My Own Key”: The Impact of Housing Stability on Recovery and Recidivism Reduction Using a Recovery Capital Framework 500
PRINCIPLES OF BEHAVIORAL ECONOMICS Microeconomics & Human Behavior 400
The Red Peril Explained: Every Man, Woman & Child Affected 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5012268
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4253594
关于积分的说明 13254851
捐赠科研通 4056369
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2218666
邀请新用户注册赠送积分活动 1228332
关于科研通互助平台的介绍 1150778