Structural Transformation in a Sulfurized Polymer Cathode to Enable Long-Life Rechargeable Lithium–Sulfur Batteries

化学 阴极 锂(药物) 聚合物 硫黄 有机化学 物理化学 医学 内分泌学
作者
Shen Wang,Bingyu Lu,Diyi Cheng,Zhaohui Wu,Shijie Feng,Minghao Zhang,Weikang Li,Qiushi Miao,Maansi Patel,Jiaqi Feng,Emma Hopkins,Jianbin Zhou,Saurabh Parab,Bhargav Bhamwala,Bor Yann Liaw,Ying Shirley Meng,Ping Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (17): 9624-9633 被引量:64
标识
DOI:10.1021/jacs.3c00628
摘要

Sulfurized polyacrylonitrile (SPAN) represents a class of sulfur-bonded polymers, which have shown thousands of stable cycles as a cathode in lithium-sulfur batteries. However, the exact molecular structure and its electrochemical reaction mechanism remain unclear. Most significantly, SPAN shows an over 25% 1st cycle irreversible capacity loss before exhibiting perfect reversibility for subsequent cycles. Here, with a SPAN thin-film platform and an array of analytical tools, we show that the SPAN capacity loss is associated with intramolecular dehydrogenation along with the loss of sulfur. This results in an increase in the aromaticity of the structure, which is corroborated by a >100× increase in electronic conductivity. We also discovered that the conductive carbon additive in the cathode is instrumental in driving the reaction to completion. Based on the proposed mechanism, we have developed a synthesis procedure to eliminate more than 50% of the irreversible capacity loss. Our insights into the reaction mechanism provide a blueprint for the design of high-performance sulfurized polymer cathode materials.
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
樊舒豪发布了新的文献求助100
1秒前
hongliangMeng完成签到,获得积分10
1秒前
11完成签到,获得积分10
1秒前
萧七七发布了新的文献求助10
1秒前
Yy1331完成签到,获得积分10
3秒前
Jasper应助12366666采纳,获得10
3秒前
GUJT完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
4秒前
田一点发布了新的文献求助10
4秒前
旦丁洋完成签到,获得积分10
4秒前
追寻宛海发布了新的文献求助20
4秒前
zzh发布了新的文献求助10
4秒前
马小鱼完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
勿明应助111采纳,获得50
6秒前
旺仔完成签到,获得积分10
6秒前
脑洞疼应助爱笑的凡之采纳,获得10
6秒前
王志霞完成签到,获得积分10
6秒前
在水一方应助Lemon采纳,获得10
7秒前
001完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助踏实的碧空采纳,获得10
7秒前
my完成签到,获得积分10
7秒前
欣雪完成签到,获得积分10
7秒前
niulugai完成签到,获得积分10
8秒前
中心湖小海棠完成签到,获得积分10
9秒前
旦丁洋发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
超帅的天曼完成签到,获得积分10
10秒前
落月铭发布了新的文献求助10
10秒前
最蠢的讨厌鬼完成签到,获得积分10
11秒前
飘逸烨华完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
北落完成签到 ,获得积分20
13秒前
14秒前
钱大大发布了新的文献求助10
14秒前
lily完成签到,获得积分10
14秒前
逸之狐应助最蠢的讨厌鬼采纳,获得20
14秒前
Lemon完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
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 3958929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3505199
关于积分的说明 11122925
捐赠科研通 3236708
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1788949
邀请新用户注册赠送积分活动 871444
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 802794