Coordination Engineering Based on Graphitic Carbon Nitrides for Long‐Life and High‐Capacity Lithium‐Sulfur Batteries

多硫化物 材料科学 硫黄 成核 化学工程 阳极 溶解 锂(药物) 石墨氮化碳 阴极 碳纤维 氮化物 图层(电子) 纳米技术 催化作用 化学 复合材料 复合数 冶金 电极 物理化学 有机化学 电解质 医学 光催化 工程类 内分泌学
作者
Wenhao Sun,Lingyong Xu,Zihao Song,Hai Lin,Zhaoqing Jin,Weikun Wang,Anbang Wang,Yaqin Huang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (14) 被引量:23
标识
DOI:10.1002/adfm.202313112
摘要

Abstract Lithium‐sulfur (Li‐S) batteries have received tremendous academic and industrial attentions owing to their ultrahigh energy density. However, technical challenges including lithium dendrite formation, polysulfide shuttling and sluggish sulfur reaction kinetics limit their cycle life, rate capability and areal capacity, especially at practically high sulfur loadings. Here, coordination‐engineered graphite carbon nitrides is proposed to effectively address these challenges. On the anode a layer of novel N‐rich graphitic carbon nitride (g‐C 3 N 5 ) is applied, in which tricoordinated N atoms display strong affinity to Li + , to guide lithium deposition and efficiently inhibit dendrite formation. Besides, a layer of defective g‐C 3 N 5 carrying highly active bicoordinated N vacancies and cyano N atoms is applied on the cathode, which significantly adsorb polysulfides and catalyze the reversible conversion, as well as the nucleation and dissolution of Li 2 S thereby outcompeting polysulfide shuttling and raising kinetics at high sulfur loading. This coordination‐engineering strategy based on g‐C 3 N 5 enables Li‐S batteries exhibiting high stability and low capacity‐fading‐rate (0.03% per cycle) in 400 cycles at the high current rate of 4 C, as well as Li‐S pouch cells showing a high areal capacity of 11.69 mAh cm −2 at a high sulfur loading of 9.02 mg cm −2 , demonstrating the feasibility of Li‐S batteries in practical applications.
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
万能图书馆应助春春采纳,获得10
刚刚
文静听莲完成签到 ,获得积分10
刚刚
汉堡包应助qiuqiu采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
无限的冰蝶完成签到 ,获得积分10
1秒前
xing_xing应助wgf采纳,获得20
1秒前
完美世界应助BAEKHYUNLUCKY采纳,获得10
1秒前
2秒前
Vivian完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
ivy完成签到,获得积分10
4秒前
自信的发布了新的文献求助10
4秒前
liuyifei完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
万能图书馆应助胖er采纳,获得10
4秒前
5秒前
泽北完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
cucumber完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
kangkang发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
ggtyyds完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
星辰大海应助下里巴人采纳,获得10
6秒前
6秒前
JamesPei应助大大的呢采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
Jing完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
111发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
zz发布了新的文献求助10
8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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7657765
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9228438
关于积分的说明 19835391
捐赠科研通 7224457
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280656
关于科研通互助平台的介绍 2440765
邀请新用户注册赠送积分活动 2280506