Conductive metal–metal phase and built-in electric field of 1T-VSe2-MXene hetero-structure to accelerate dual-directional sulfur conversion for high-performance Li-S batteries

催化作用 硫黄 电化学 离解(化学) 金属 氧化还原 成核 材料科学 阴极 化学工程 吸附 电子转移 相(物质) 化学 电极 无机化学 光化学 物理化学 有机化学 工程类
作者
Wei Wang,Xinying Wang,Li Chen,Dongzhen Lu,Weiliang Zhou,Yunyong Li
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:461: 142100-142100 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.142100
摘要

The shuttle effect and tardy redox kinetics of lithium-polysulfides (LiPSs) seriously restrict the electrochemical performance of lithium-sulfur batteries (LSBs). Here, 1T-VSe2-MXene hetero-structure catalysts with conductive metal–metal phase and built-in electric field (BIEF) as sulfur hosts are developed to accelerate the catalytic conversion of sulfur species. Theoretical and experimental analysis verify that because the difference of energy-level structure between conductive MXene and 1T-VSe2 drives the electron flow through the hetero-interface to construct the interfacial BIEF of metal–metal phase. In the effect of interfacial BIEF, more electrons are accumulated on Se surface sites, so enhancing Li-Se bonding for strong adsorption with LiPSs/Li2S. Meanwhile, the strengthened Li-Se bonding weakens the competing Li-S bonds in LiPSs/Li2S captured on the heterostructure, thus accelerating the dissociation of Li-S bonds yet reducing Li2S nucleation/decomposition energy barrier. Furthermore, abundant Li+ are quickly propelled at the BIEF of the hetero-interface with metal–metal phase, thereby offering a rapid Li+ transfer and boosting the redox kinetics of sulfur species. As expected, the S/1T-VSe2-MXene cathode displays a high reversible capacity of 1321 mAh g−1 at 0.1C, a superb long cyclic stability with a capacity decay of 0.058% per cycle for over 550 cycles at 0.5C, and a high initials areal capacity of 6.42 mAh cm−2 (sulfur loading: 6.9 mg cm−2) at 0.2C. This work reveals its absorption and catalytic conversion mechanism and offers an effective way to design conductively dual-directional Li-S catalysts for high-performance LSBs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
ZY完成签到,获得积分10
4秒前
小董不懂发布了新的文献求助10
5秒前
Davidfly20完成签到,获得积分10
5秒前
qianmo完成签到 ,获得积分10
6秒前
APS完成签到,获得积分10
6秒前
做一只快乐的科研狗完成签到 ,获得积分10
7秒前
专注的树完成签到,获得积分10
8秒前
支觅露完成签到 ,获得积分10
13秒前
小九发布了新的文献求助10
14秒前
慕容铭完成签到,获得积分10
15秒前
eagle14835完成签到,获得积分10
16秒前
sun完成签到 ,获得积分10
18秒前
Mera完成签到,获得积分10
19秒前
海涛完成签到,获得积分10
20秒前
QQ不需要昵称完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
马香芦完成签到,获得积分10
21秒前
从容的饭桶完成签到,获得积分10
23秒前
冻冻妖完成签到,获得积分10
24秒前
severus完成签到 ,获得积分10
24秒前
威武冷雪完成签到,获得积分10
25秒前
小董不懂完成签到,获得积分10
26秒前
ljw完成签到,获得积分10
27秒前
yoyo完成签到 ,获得积分10
27秒前
Yuzuru_gyq完成签到 ,获得积分10
28秒前
梦nv孩完成签到,获得积分10
28秒前
鱼0306完成签到,获得积分10
31秒前
达西西完成签到 ,获得积分10
31秒前
闪闪青雪完成签到,获得积分10
31秒前
LWB发布了新的文献求助10
32秒前
初七完成签到 ,获得积分10
35秒前
能干的钻石完成签到,获得积分20
35秒前
35秒前
千倾完成签到 ,获得积分10
36秒前
DKO253完成签到,获得积分10
37秒前
39秒前
领导范儿应助殷启维采纳,获得10
41秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
42秒前
笔花医镜完成签到,获得积分10
42秒前
harden9159完成签到,获得积分10
43秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1200
BIOLOGY OF NON-CHORDATES 1000
进口的时尚——14世纪东方丝绸与意大利艺术 Imported Fashion:Oriental Silks and Italian Arts in the 14th Century 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 550
The Collected Works of Jeremy Bentham: Rights, Representation, and Reform: Nonsense upon Stilts and Other Writings on the French Revolution 320
Generative AI in Higher Education 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3356934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2980550
关于积分的说明 8694751
捐赠科研通 2662241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1457702
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 674849
邀请新用户注册赠送积分活动 665815