Role of Ferroelectric In2Se3 in Polysulfide Shuttling and Charging/Discharging Kinetics in Lithium/Sodium–Sulfur Batteries

多硫化物 材料科学 铁电性 极化(电化学) 硫黄 阴极 溶解 动力学 锂硫电池 单层 电池(电) 储能 化学工程 纳米技术 电化学 光电子学 电极 化学 电解质 物理化学 功率(物理) 物理 量子力学 电介质 工程类 冶金
作者
Hao Yuan,Yong‐Wei Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (14): 16178-16184 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acsami.1c24801
摘要

Lithium-sulfur (Li-S) and sodium-sulfur (Na-S) batteries, with the advantages of ultrahigh energy density, natural abundance, and ecofriendliness, are regarded as next-generation rechargeable batteries. However, polysulfide shuttling and sluggish charging/discharging kinetics in sulfur cathodes severely hamper their practical applications. In this study, via employing first-principles calculations, we investigate two-dimensional ferroelectric In2Se3 as a promising additive to overcome these obstacles. Our studies reveal the following findings: (1) the In2Se3 monolayer has a modest adsorption strength to soluble polysulfides, which not only eliminates the notorious shuttle effect but also prevents polysulfide dissolution; (2) In2Se3 is able to significantly reduce the free energy barriers of sulfur reduction reaction and the decomposition barriers of Li2S and Na2S, thus greatly enhancing the charging and discharging efficiency; and (3) due to the strong binding ability, the polarization downward (P↓) surface always outperforms the polarization upward (P↑) surface during charging/discharging processes, enabling the effective control of battery performance by ferroelectric switching. Given these advantages, it is expected that ferroelectric In2Se3 and similar ferroelectric additives will open a new route to enhance Li-S and Na-S battery performance.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
现代老鼠完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
科研通AI6应助LAN采纳,获得10
刚刚
科研通AI6应助Garland采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
George Will完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
wb完成签到 ,获得积分10
2秒前
lcc发布了新的文献求助10
3秒前
yeah完成签到 ,获得积分10
3秒前
整齐的茗茗完成签到,获得积分10
3秒前
研友_VZG7GZ应助Allure采纳,获得10
3秒前
xhan完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
5秒前
5秒前
852应助老迟到的可兰采纳,获得30
5秒前
6秒前
木乙完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
nehsiac应助dyjjudy采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
dog完成签到 ,获得积分10
9秒前
呢n完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
小美发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
重要的听白完成签到,获得积分10
10秒前
乐观的海发布了新的文献求助10
10秒前
张立敏发布了新的文献求助10
10秒前
善学以致用应助kiwi采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
怕黑的猕猴桃完成签到,获得积分10
12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
Fermented Coffee Market 2000
Methoden des Rechts 600
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5283704
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4437469
关于积分的说明 13813675
捐赠科研通 4318220
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2370348
邀请新用户注册赠送积分活动 1365683
关于科研通互助平台的介绍 1329143