Co−Ni Binary‐Metal Oxide Coated with Porous Carbon Derived from Metal‐Organic Framework as Host of Nano‐Sulfur for Lithium‐Sulfur Batteries

硫黄 金属 材料科学 锂硫电池 碳纤维 阴极 双金属片 无机化学 溶解 电池(电) 化学工程 电解质 化学 电极 冶金 复合数 复合材料 物理化学 功率(物理) 工程类 物理 量子力学
作者
Xuan Zhang,Yu Fan,Muhammad Arif Khan,Hongbin Zhao,Daixin Ye,Jiulin Wang,Baohua Yue,Jianhui Fang,Jiaqiang Xu,Lei Zhang,Jiujun Zhang
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:3 (1): 108-116 被引量:48
标识
DOI:10.1002/batt.201900121
摘要

Abstract Lithium‐sulfur battery is considered as a promising energy storage system because of its high energy density. The specific capacity and cycling stability of sulfur cathode, however, are impeded by intrinsic poor electrical conductivity of sulfur and dissolution of polysulfides intermediates. Herein, we demonstrate a novel strategy to overcome the two obstacles by designing a bimetallic‐organic‐framework‐derived nano‐sulfur host consisted of porous graphitic carbon and bimetallic cobalt‐nickel oxides (C/NiCo 2 O 4 ), in which porous carbon and NiCo 2 O 4 not only entrapping the polysulfides effectively through physical and chemical entrapment capability, but also serving as a highly conductive matrix for sulfur. With a sulfur content of 68.9 % in the composite, the composite cathode delivered a specific capacity of 977 mAh g −1 and maintained 673 mAh g −1 at 0.5 C over 500 cycles. Besides, the binding mechanism between NiCo 2 O 4 and polysulfides has been explored by ex situ XRD and density functional theory(DFT)simulation. This work may provide a feasible strategy to improve the performance of lithium‐sulfur battery.
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