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): e2105947-e2105947 被引量:377
标识
DOI:10.1002/adma.202105947
摘要

Abstract 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/Li 2 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
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
ssss发布了新的文献求助10
2秒前
赘婿应助兴奋的家伙采纳,获得10
4秒前
4秒前
源孤律醒完成签到 ,获得积分10
5秒前
传奇3应助Snowy采纳,获得10
5秒前
战斗暴龙兽完成签到,获得积分10
6秒前
Karen_Liu完成签到,获得积分10
6秒前
壁虎君完成签到,获得积分10
7秒前
cjl完成签到,获得积分10
7秒前
今后应助ssss采纳,获得10
8秒前
8秒前
李先生完成签到 ,获得积分10
8秒前
刘唯完成签到 ,获得积分10
9秒前
Lucas应助wydkyd采纳,获得10
9秒前
庄建煌完成签到,获得积分10
10秒前
小妮子完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
三石完成签到,获得积分10
12秒前
majf完成签到,获得积分10
12秒前
Willwzh完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助七月流火采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
ssss完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
15发布了新的文献求助10
16秒前
BowieHuang应助kkkkkkkk采纳,获得10
17秒前
17秒前
小心科研完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
二二完成签到,获得积分10
19秒前
杨维完成签到 ,获得积分10
20秒前
xc完成签到,获得积分10
20秒前
刻苦小鸭子完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
蒋皓天完成签到,获得积分10
20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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773523
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5612027
关于积分的说明 15431474
捐赠科研通 4905977
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639992
邀请新用户注册赠送积分活动 1587854
关于科研通互助平台的介绍 1542906