Improving ZnS Oxidation Kinetics Through Nucleophilic Regulation for High‐Performance Zinc–Sulfur Batteries

材料科学 动力学 硫黄 硫化锌 亲核细胞 无机化学 催化作用 冶金 有机化学 化学 量子力学 物理
作者
Shao‐Dong Shen,Cheng Yuan,Yan Xu,Yawen Xie,Lei Wang,Tianran Yan,Shuyuan Chen,Liyao Wang,Tiefeng Liu,Liang Zhang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (19) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adfm.202420258
摘要

Abstract Aqueous zinc–sulfur (Zn─S) batteries represent a promising technology for grid‐scale energy storage because of the advantages of environmental friendliness, low cost, and high theoretical capacity. However, the practical applications of Zn─S batteries are hindered by the sluggish oxidation kinetics of zinc sulfide (ZnS) during the charge process. Herein, a strategy of nucleophilic regulation is proposed to modulate the oxidation kinetics of ZnS by adjusting the Zn─S bonding strength. By screening different nucleophilic groups, it is found that tetramethylene sulfone (TMS) can not only strongly interact with Zn atoms of ZnS through sulfone group to lower the oxidation energy barrier but also effectively suppress the side reactions by shielding ZnS from the active water molecules, thus facilitating the complete conversion from ZnS to sulfur. Benefiting from these advantages, the aqueous Zn─S batteries assembled with TMS as a multifunctional electrolyte additive demonstrate a superior specific capacity of 799 mAh g −1 at a current density of 2.0 A g −1 and 649 mAh g −1 at a current density of 4.0 A g −1 with an enhanced capacity retention after long cycles. This work demonstrates the promise of nucleophilic regulation for modulating the cathode conversion reaction in aqueous Zn─S batteries and beyond.
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
1秒前
大力的灵雁应助雪白的秀采纳,获得10
1秒前
runrunrun完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
zhujingyao发布了新的文献求助10
2秒前
有马贵将发布了新的文献求助10
2秒前
Lanna完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
小二郎应助pongpong采纳,获得10
4秒前
4秒前
Erling完成签到,获得积分10
4秒前
shuimu9527完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
共享精神应助111采纳,获得10
9秒前
zhuni2025完成签到,获得积分10
9秒前
叉叉仔啊发布了新的文献求助10
9秒前
111关闭了111文献求助
10秒前
tbdyc发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
今晚月色完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
王得否发布了新的文献求助10
10秒前
思行思行完成签到,获得积分10
10秒前
RR完成签到,获得积分10
10秒前
lql发布了新的文献求助10
11秒前
NexusExplorer应助孤独曲奇采纳,获得10
11秒前
星辰大海应助阿腾采纳,获得10
11秒前
可可期完成签到,获得积分20
13秒前
hmm完成签到,获得积分10
14秒前
健壮的巨人完成签到,获得积分10
14秒前
今晚月色发布了新的文献求助10
15秒前
鱼鱼余裕完成签到 ,获得积分10
15秒前
22222发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
795836发布了新的文献求助10
16秒前
zeng发布了新的文献求助10
16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
No Good Deed Goes Unpunished 1100
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6100317
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7930057
关于积分的说明 16425732
捐赠科研通 5230011
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2795054
邀请新用户注册赠送积分活动 1777438
关于科研通互助平台的介绍 1651116