N‐Doping Induced Lattice Expansion of 1D Template Confined Ultrathin MoS2 Sheets to Significantly Enhance Lithium Polysulfides Redox Kinetics for Li–S Battery

材料科学 阴极 兴奋剂 氧化还原 动力学 锂(药物) 纳米棒 化学工程 纳米技术 光电子学 化学 物理化学 医学 物理 量子力学 工程类 冶金 内分泌学
作者
Minzhe Chen,Nan Wang,Wei Zhou,Xiaoyan Zhu,Qikai Wu,Ming‐Hsien Lee,Dengke Zhao,Shunlian Ning,Maozhong An,Ligui Li
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (48) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/smll.202303015
摘要

Preparing MoS2 -based materials with reasonable structure and catalytic activity to enhance the sluggish kinetics of lithium polysulfides (LiPSs) conversion is of great significance for Li-S batteries (LSBs) but still remain a challenge. Hence, hollow nanotubes composed of N-doped ultrathin MoS2 nanosheets (N-MoS2 NHTs) are fabricated as efficient S hosts for LSBs by using CdS nanorods as a sacrifice template. Characterization and theoretical results show that the template effectively inhibits the excessive growth of MoS2 sheets, and N doping expands the interlayer spacing and modulates the electronic structure, thus accelerating the mass/electron transfer and enhancing the LiPSs adsorption and transformation. Benefiting from the merits, the N-MoS2 NHTs@S cathode exhibits an excellent initial capacity of 887.8 mAh g-1 and stable cycling performances with capacity fading of only 0.0436% per cycle at 1.0 C (500 cycles). Moreover, even at high S loading that of 7.5 mg cm-2 , the N-MoS2 NHTs@S cathode also presents initial excellent areal capacity of 7.80 mAh cm-2 at 0.2 C. This study offers feasible guidance for designing advanced MoS2 -based cathode materials in LSBs.
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