Design of an Ultra-Highly Stable Lithium–Sulfur Battery by Regulating the Redox Activity of Electrocatalyst and the Growth of Lithium Dendrite through Localized Electric Field

分离器(采油) 多硫化物 材料科学 化学工程 氧化还原 催化作用 枝晶(数学) 复合数 涂层 聚丙烯腈 纳米技术 化学 电极 电解质 复合材料 有机化学 物理化学 聚合物 工程类 物理 热力学 冶金 生物化学 数学 几何学
作者
Guowen Sun,Mengjing Jin,Chaoyue Zhang,Dong Chen,Xi Yin Yang,Hong Ruo,Yaxiong Zhang,Zhenxing Zhang,Gengzhi Sun,Xiaojun Pan,Andreu Cabot,Jinyuan Zhou
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (1): 871-884 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c12217
摘要

Polysulfide shuttling and dendrite growth are two primary challenges that significantly limit the practical applications of lithium–sulfur batteries (LSBs). Herein, a three-in-one strategy for a separator based on a localized electrostatic field is demonstrated to simultaneously achieve shuttle inhibition of polysulfides, catalytic activation of the Li–S reaction, and dendrite-free plating of lithium ions. Specifically, an interlayer of polyacrylonitrile nanofiber (PNF) incorporating poled BaTiO3 (PBTO) particles and coating with a layer of MoS2 (PBTO@PNF-MoS2) is developed on the PP separator. Theoretical calculations and experimental work show that the electric field generated at the membrane facilitates the fast and uniform transport of Li+ ions, thereby inhibiting dendrite growth. Additionally, the generated electric field promotes the MoS2 catalytic activity toward the Li–S redox reactions, particularly by reducing the reaction barriers for both the solid–liquid and solid–solid conversions. As a result, symmetrical Li//PBTO@PNF/PP/PBTO@PNF//Li cells demonstrate remarkable stability over 1200 h, and LSBs with a PP/PBTO@PNF-MoS2 composite separator maintain a specific capacity of 318.3 mA h g–1 after 4000 cycles at 2C, with an ultralow capacity decay rate of 0.015%. In addition, the PBTO@PNF membrane also enhances the mechanical flexibility and thermal stability of the composite separator.
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
烟花应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
懵懂的采梦应助婷婷采纳,获得10
刚刚
彭星星完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
zxy完成签到,获得积分10
刚刚
Orange应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
cly发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
无花果应助科研通管家采纳,获得50
刚刚
李健应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Dream发布了新的文献求助10
1秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
聂落雁完成签到,获得积分10
1秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
han完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
典雅的砖家完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
沉静傲霜完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助话家采纳,获得10
3秒前
文静老三发布了新的文献求助10
3秒前
Jerry完成签到,获得积分10
3秒前
Stella应助jasonhuang采纳,获得30
4秒前
在水一方应助开放的书芹采纳,获得10
4秒前
4秒前
三饱两倒完成签到,获得积分10
4秒前
NJD发布了新的文献求助10
4秒前
Sy关闭了Sy文献求助
5秒前
5秒前
5秒前
jiayue发布了新的文献求助10
5秒前
迭代发布了新的文献求助10
6秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
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 5338124
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4475332
关于积分的说明 13928100
捐赠科研通 4370553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2401309
邀请新用户注册赠送积分活动 1394430
关于科研通互助平台的介绍 1366313