Competing polysulfides conversion between edge-N and embedded CoS2 within multichannel carbon nanofibers

多硫化物 硫黄 化学工程 材料科学 催化作用 锂(药物) 阴极 碳纳米纤维 碳纤维 阳极 纳米纤维 电极 纳米技术 化学 电解质 复合材料 碳纳米管 有机化学 物理化学 内分泌学 冶金 医学 工程类 复合数
作者
Keke Li,Yajie Sun,Kaixiang Shi,Kaiyang Xu,Junhao Li,Chao Qiu,Huafeng Dong,Quanbing Liu,Zhenxing Liang
出处
期刊:Chemical Engineering Science [Elsevier BV]
卷期号:282: 119236-119236 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.ces.2023.119236
摘要

The practical application of lithium-sulfur batteries (LSBs) is hindered by a range of challenges, including slow conversion kinetics and inevitable shuttle effect of lithium polysulfide (LiPSs) intermediates, low electrical conductivity and rigorous volume expansion of sulfur. To address these challenges, we initiatively propose a competing catalytic mechanism dominated by two functional components, which aims to accelerate the liquid–liquid–solid conversion for the sulfur reduction reaction (SRR). To achieve this goal, we construct multichannel carbon fibers decorated with edge nitrogen and CoS2 nanoparticles (CoS2/NMCNF) as the cathode host for LSBs. The internal channels provide spatial constraints towards alleviating volume expansion and accelerating electron/ion transmission. Moreover, based on theoretical calculations and experiments, there is a competition between edge nitrogen and embedded CoS2 for catalytic conversion of LiPSs, of which CoS2 plays a major role in the liquid–liquid conversion (Li2S6–Li2S4), while edge-N accelerates the liquid–solid conversion (Li2S4–Li2S2). Consequently, the prepared CoS2/NMCNF electrode has an excellent performance with high initial specific capacity (1,437.9 mAh/g at 0.2C), excellent cycling stability at 3.0C (only about 0.032% capacity decay per cycle after 650cycles), and maintaining good cycling stability even when the sulfur loading increases to 4.10 mg cm−2. This work demonstrates a unique competing catalytic mechanism for the liquid–liquid–solid conversion process of LSBs.

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
lx完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
妍妍发布了新的文献求助10
4秒前
yuhan发布了新的文献求助10
5秒前
研友_VZG7GZ应助magie采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
欣喜寻云完成签到,获得积分20
6秒前
可爱的函函应助小龙采纳,获得10
7秒前
暗月青影完成签到,获得积分10
7秒前
袁露发布了新的文献求助80
8秒前
yuhan完成签到,获得积分10
8秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
En发布了新的文献求助30
10秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
一定xing应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
浅梦完成签到 ,获得积分10
10秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
852应助天真的雨寒采纳,获得30
11秒前
TangLe完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助取名叫做利采纳,获得10
12秒前
Akim应助取名叫做利采纳,获得10
12秒前
13秒前
跳跃的幼晴完成签到,获得积分20
15秒前
En完成签到,获得积分10
15秒前
好运大王完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
aibobbb发布了新的文献求助10
18秒前
杨子怡完成签到 ,获得积分10
18秒前
ALU完成签到 ,获得积分10
19秒前
Ava应助行走的鱼采纳,获得10
20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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6528477
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8321555
关于积分的说明 17814825
捐赠科研通 5630121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930814
邀请新用户注册赠送积分活动 1907506
关于科研通互助平台的介绍 1766841