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:354
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
刚刚
谦让寻绿完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
1秒前
迷路的梦山完成签到,获得积分10
1秒前
卷卷516发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
花花发布了新的文献求助10
2秒前
wxx完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
怡然的怜烟完成签到,获得积分10
3秒前
知来者发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Tigher发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
广子发布了新的文献求助10
4秒前
欧阳小枫完成签到 ,获得积分10
5秒前
亚吉完成签到 ,获得积分10
5秒前
烤鸭本鸭发布了新的文献求助10
5秒前
陈杨完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
香蕉觅云应助好蓝采纳,获得10
6秒前
22222发布了新的文献求助10
6秒前
共享精神应助Ran采纳,获得10
7秒前
chenhongyan完成签到 ,获得积分10
8秒前
李健应助合适苗条采纳,获得10
8秒前
Ava应助搬砖美少女采纳,获得10
8秒前
8秒前
追梦完成签到,获得积分10
8秒前
wyx514发布了新的文献求助10
8秒前
科研人完成签到,获得积分20
9秒前
浮游应助唯手熟尔采纳,获得10
9秒前
pigzhu完成签到,获得积分10
9秒前
领导范儿应助唯手熟尔采纳,获得10
9秒前
贪玩浩轩完成签到 ,获得积分10
9秒前
10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
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
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Constitutional and Administrative Law 400
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 5261822
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4422960
关于积分的说明 13768092
捐赠科研通 4297447
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2357968
邀请新用户注册赠送积分活动 1354348
关于科研通互助平台的介绍 1315454