Engineering d‐p Orbital Hybridization in Single‐Atom Metal‐Embedded Three‐Dimensional Electrodes for Li–S Batteries

催化作用 材料科学 电化学 电极 过渡金属 Atom(片上系统) 硫黄 金属 电池(电) 纳米技术 化学工程 阴极 物理化学 化学 有机化学 冶金 嵌入式系统 功率(物理) 工程类 物理 量子力学 计算机科学
作者
Zhiyuan Han,Shiyong Zhao,Jiewen Xiao,Xiongwei Zhong,Jinzhi Sheng,Wei Lv,Qianfan Zhang,Guangmin Zhou,Hui‐Ming Cheng
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (44) 被引量:314
标识
DOI:10.1002/adma.202105947
摘要

Single-atom metal catalysts (SACs) are used as sulfur cathode additives to promote battery performance, although the material selection and mechanism that govern the catalytic activity remain unclear. It is shown that d-p orbital hybridization between the single-atom metal and the sulfur species can be used as a descriptor for understanding the catalytic activity of SACs in Li-S batteries. Transition metals with a lower atomic number are found, like Ti, to have fewer filled anti-bonding states, which effectively bind lithium polysulfides (LiPSs) and catalyze their electrochemical reaction. A series of single-atom metal catalysts (Me = Mn, Cu, Cr, Ti) embedded in three-dimensional (3D) electrodes are prepared by a controllable nitrogen coordination approach. Among them, the single-atom Ti-embedded electrode has the lowest electrochemical barrier to LiPSs reduction/Li2 S oxidation and the highest catalytic activity, matching well with the theoretical calculations. By virtue of the highly active catalytic center of single-atom Ti on the conductive transport network, high sulfur utilization is achieved with a low catalyst loading (1 wt.%) and a high area-sulfur loading (8 mg cm-2 ). With good mechanical stability for bending, these 3D electrodes are suitable for fabricating bendable/foldable Li-S batteries for wearable electronics.
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
情怀应助LIU采纳,获得10
刚刚
Owen应助Aaron采纳,获得10
2秒前
2秒前
天真的迎天完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
5秒前
5秒前
华仔应助土豪的泥猴桃采纳,获得10
5秒前
pamela发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
科研通AI2S应助OUDIE采纳,获得10
10秒前
桐桐啊发布了新的文献求助10
10秒前
ding应助Reip379采纳,获得10
11秒前
元水云完成签到,获得积分10
11秒前
SciGPT应助西子阳采纳,获得10
11秒前
qys完成签到,获得积分10
12秒前
佳期如梦发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
心杨发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
神华发布了新的文献求助10
14秒前
zzzzzzzz应助lwl采纳,获得10
14秒前
14秒前
花笙发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
Aaron发布了新的文献求助10
17秒前
yoyo发布了新的文献求助30
17秒前
CN_PH完成签到,获得积分10
17秒前
czy完成签到,获得积分10
18秒前
青山发布了新的文献求助10
18秒前
是小曹啊发布了新的文献求助10
19秒前
佳期如梦完成签到,获得积分10
20秒前
望仔完成签到 ,获得积分10
20秒前
万能图书馆应助大兵采纳,获得10
21秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Problems of point-blast theory 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3998569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3538078
关于积分的说明 11273314
捐赠科研通 3277023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1807331
邀请新用户注册赠送积分活动 883825
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 810070