Promoting Polysulfide Redox Reactions through Electronic Spin Manipulation

多硫化物 氧化还原 成核 阴极 材料科学 锂(药物) 硫黄 未成对电子 化学 化学物理 无机化学 物理化学 电极 激进的 有机化学 内分泌学 冶金 医学 电解质
作者
Jing Yu,Chen Huang,Oleg A. Usoltsev,Ashley P. Black,Kapil Gupta,Maria Chiara Spadaro,Ivan Pinto-Huguet,Marc Botifoll,Canhuang Li,Javier Herrero‐Martín,Jinyuan Zhou,Alexandre Ponrouch,Ruirui Zhao,Ll. Balcells,Chaoyue Zhang,Andreu Cabot,Jordi Arbiol
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (29): 19268-19282 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c05278
摘要

Catalytic additives able to accelerate the lithium–sulfur redox reaction are a key component of sulfur cathodes in lithium–sulfur batteries (LSBs). Their design focuses on optimizing the charge distribution within the energy spectra, which involves refinement of the distribution and occupancy of the electronic density of states. Herein, beyond charge distribution, we explore the role of the electronic spin configuration on the polysulfide adsorption properties and catalytic activity of the additive. We showcase the importance of this electronic parameter by generating spin polarization through a defect engineering approach based on the introduction of Co vacancies on the surface of CoSe nanosheets. We show vacancies change the electron spin state distribution, increasing the number of unpaired electrons with aligned spins. This local electronic rearrangement enhances the polysulfide adsorption, reducing the activation energy of the Li–S redox reactions. As a result, more uniform nucleation and growth of Li2S and an accelerated liquid–solid conversion in LSB cathodes are obtained. These translate into LSB cathodes exhibiting capacities up to 1089 mA h g–1 at 1 C with 0.017% average capacity loss after 1500 cycles, and up to 5.2 mA h cm–2, with 0.16% decay per cycle after 200 cycles in high sulfur loading cells.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
2秒前
榴下晨光完成签到 ,获得积分10
2秒前
Ll发布了新的文献求助10
2秒前
852应助StellaZhang采纳,获得10
2秒前
Fjun关注了科研通微信公众号
3秒前
老王完成签到,获得积分10
5秒前
背后的秋天完成签到,获得积分10
6秒前
c程序语言发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
赘婿应助Ll采纳,获得10
8秒前
klb13应助大气建辉采纳,获得10
10秒前
yxy发布了新的文献求助30
11秒前
重要迎蕾发布了新的文献求助10
12秒前
复杂的天玉完成签到,获得积分10
12秒前
东华帝君完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
16秒前
sly发布了新的文献求助10
16秒前
可爱的函函应助sss采纳,获得10
17秒前
悦耳雁山发布了新的文献求助30
17秒前
18秒前
njr完成签到,获得积分10
19秒前
啦啦啦啦发布了新的文献求助30
19秒前
jiujiu关注了科研通微信公众号
20秒前
21秒前
FHW发布了新的文献求助10
21秒前
冰凝完成签到,获得积分10
22秒前
宇宙暴龙战士暴打魔法少女完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
23秒前
c程序语言完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
25秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
26秒前
secbox完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3299776
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2934644
关于积分的说明 8470036
捐赠科研通 2608208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1424075
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 661827
邀请新用户注册赠送积分活动 645574