Design Rules of a Sulfur Redox Electrocatalyst for Lithium–Sulfur Batteries

材料科学 电催化剂 氧化还原 电化学 硫黄 化学工程 电池(电) 催化作用 无机化学 电解质 过电位 电极 化学 物理化学 热力学 有机化学 冶金 物理 工程类 功率(物理)
作者
Li Wang,Wuxing Hua,Xiang Wan,Ze Feng,Zhonghao Hu,Huan Li,Juntao Niu,Linxia Wang,Ansheng Wang,Jieyu Liu,Xiuyao Lang,Geng Wang,Weifang Li,Quan‐Hong Yang,Weichao Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (14) 被引量:214
标识
DOI:10.1002/adma.202110279
摘要

Seeking an electrochemical catalyst to accelerate the liquid-to-solid conversion of soluble lithium polysulfides to insoluble products is crucial to inhibit the shuttle effect in lithium-sulfur (Li-S) batteries and thus increase their practical energy density. Mn-based mullite (SmMn2 O5 ) is used as a model catalyst for the sulfur redox reaction to show how the design rules involving lattice matching and 3d-orbital selection improve catalyst performance. Theoretical simulation shows that the positions of Mn and O active sites on the (001) surface are a good match with those of Li and S atoms in polysulfides, resulting in their tight anchoring to each other. Fundamentally, dz2 and dx2 -y2 around the Fermi level are found to be crucial for strongly coupling with the p-orbitals of the polysulfides and thus decreasing the redox overpotential. Following the theoretical calculation, SmMn2 O5 catalyst is synthesized and used as an interlayer in a Li-S battery. The resulted battery has a high cycling stability over 1500 cycles at 0.5 C and more promisingly a high areal capacity of 7.5 mAh cm-2 is achieved with a sulfur loading of ≈5.6 mg cm-2 under the condition of a low electrolyte/sulfur (E/S) value ≈4.6 µL mg-1 .
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
无奈安双完成签到,获得积分10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
longmad完成签到,获得积分10
1秒前
枕月听松完成签到,获得积分10
1秒前
求助完成签到,获得积分0
1秒前
刘烨完成签到 ,获得积分10
1秒前
大可完成签到 ,获得积分10
4秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
5秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
831143完成签到 ,获得积分0
5秒前
如梦如画完成签到,获得积分10
5秒前
大111完成签到,获得积分10
6秒前
一杯沧海完成签到 ,获得积分10
8秒前
苦行僧完成签到,获得积分10
8秒前
Hunter完成签到,获得积分10
9秒前
光亮青柏完成签到 ,获得积分10
10秒前
龙龙完成签到 ,获得积分10
11秒前
冰雪痕完成签到 ,获得积分10
11秒前
zz完成签到 ,获得积分10
12秒前
小解完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
zhenzhen完成签到,获得积分10
15秒前
火鸡味锅巴完成签到 ,获得积分10
15秒前
KSDalton完成签到,获得积分10
17秒前
闫永娟完成签到 ,获得积分10
17秒前
ccx完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
落雪完成签到 ,获得积分10
19秒前
大块完成签到 ,获得积分10
20秒前
壮观的谷冬完成签到 ,获得积分0
21秒前
钰泠完成签到 ,获得积分10
21秒前
XuChaogang完成签到 ,获得积分10
22秒前
大明完成签到,获得积分10
22秒前
nini完成签到,获得积分10
22秒前
拥月亮完成签到,获得积分10
22秒前
ivy完成签到,获得积分10
23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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
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 6066701
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7899004
关于积分的说明 16323261
捐赠科研通 5208426
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2786324
邀请新用户注册赠送积分活动 1769013
关于科研通互助平台的介绍 1647818