Chip-Inspired Design of High-Performance Lithium–Sulfur Batteries by Integrating Monodisperse Sulfur Nanoreactors on Graphene

纳米反应器 硫黄 石墨烯 材料科学 纳米技术 锂硫电池 分散性 锂(药物) 化学 高分子化学 电化学 电极 冶金 纳米颗粒 医学 物理化学 内分泌学
作者
Yudong Lan,Yiwen Wang,Yu Wang,Guiling Lu,Ling Liu,Tao Tang,Ming Li,Yong Cheng,Jianrong Xiao,Xinyu Li
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (24): 15638-15650 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c01264
摘要

For practical application of lithium–sulfur batteries (LSBs), designing devices with an overall optimal structure instead of modifying electrode materials is significant. Herein, we report a chip-inspired design of a vertically integrated structure as an LSB cathode by implanting Mo2C nanoparticles and nanosulfur into the reduced graphene oxide (rGO) matrix. This configuration enabled the synthesis of isolated sulfur nanoreactors (S-NRs) integrated in a tandem array on the rGO, generating chip-like integrated LSBs. The spatial confinement/protection and concentration gradient of the S-NRs effectively avoided the dissolution, diffusion, and loss of polysulfides, thereby enhancing the sulfur utilization and redox reaction kinetics. Additionally, the adaptive storage energy can be improved by utilizing the tandem, isolation, and synergistic multiplicative effect among the nanoreactor units. As a result, the integrated LSB cathode obtained excellent electrochemical performances with an initial capacity of 1392 mAh g–1 at 0.1C, a low capacity decay rate of 0.017% per cycle during 1500 cycles of operation at 0.5C, and a superior rate performance. This work provides a rational design idea and method of further advancing the precise preparation of high-performance energy storage devices.
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
刚刚
1秒前
豆子发布了新的文献求助10
2秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
可爱的函函应助WangBoBo采纳,获得10
4秒前
Orange应助有魅力的电脑采纳,获得10
5秒前
鄂霸完成签到,获得积分10
5秒前
L061114发布了新的文献求助10
6秒前
十八完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
鲤鱼纸鹤发布了新的文献求助10
7秒前
稳重的谷丝完成签到,获得积分10
8秒前
大模型应助stan采纳,获得10
8秒前
lllllllll发布了新的文献求助10
9秒前
搜集达人应助zmmm采纳,获得10
9秒前
我爱小白贺关注了科研通微信公众号
11秒前
英姑应助勤劳的飞飞采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
深情的迎海完成签到,获得积分10
12秒前
鲤鱼纸鹤完成签到,获得积分20
13秒前
特等雪白渗透压仪完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
15秒前
爆米花应助豆子采纳,获得10
16秒前
李爱国应助心灵美鑫采纳,获得10
16秒前
YangMengJing_发布了新的文献求助10
17秒前
qin发布了新的文献求助10
18秒前
gxr发布了新的文献求助10
18秒前
哭泣安阳发布了新的文献求助10
19秒前
真有范发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
23秒前
能干发夹完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
Dr大壮发布了新的文献求助30
24秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 870
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
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 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3256232
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2898362
关于积分的说明 8300853
捐赠科研通 2567530
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1394545
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652858
邀请新用户注册赠送积分活动 630522