亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Novel pentagonal carbon-based materials as multifunctional electrodes in lithium-sulfur batteries, a theoretical study

材料科学 硫黄 电化学 密度泛函理论 碳纤维 溶解 化学工程 石墨烯 锂(药物) 氧化还原 电极 纳米技术 化学 物理化学 计算化学 复合材料 复合数 冶金 医学 内分泌学 工程类
作者
Jiezhen Xia,Tengrui Feng,Siying Zhang,Haiyan Zhu,Lei Chen,Qi Wu
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:652: 159365-159365 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2024.159365
摘要

The commercialization process of lithium-sulfur batteries (LISBs) is hindered by several problems, including low electroconductivity, the dissolution of lithium polysulfides (LiPSs) and sluggish charging-discharging kinetics. Recently, two-dimensional (2D) penta-furrow structures have emerged as a distinct family of 2D structures with low mass densities, which are predicted to accelerate redox kinetics and enable sulfur conversion. Here, several novel pentagonal carbon-based substrates, including penta-graphene (penta-G) and penta-B2C (C2N, C2P, C2Si, and N2C), were first investigated in LISBs based on density functional theory (DFT) calculations. It is found that the penta-G, penta-C2P and penta-C2Si have excellent anchoring ability and can greatly improve conductivity during the whole S8/LiPSs insertion, which can effectively suppress the shuttle effect. More importantly, penta-G, penta-C2P and penta-C2Si can reduce the free energy of sulfur reduction reactions to 0.63–0.68 eV and lower the energy barriers of electrochemical conversions to 0.82–1.57 eV (Li2S dissociation) and 0.05–0.14 eV (Li-ion diffusion), thereby enhancing catalytic conversion efficiency in the discharging/charging processes. In addition, penta-G showed a much smaller volume expansion (34 %) than the 80 % value for elemental sulfur and a considerable sulfur loading amount (53.78 wt%). Our findings demonstrate that metallic pentagonal carbon-based materials could be a potential LISBs cathode material with high performance.
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
刚刚
456发布了新的文献求助10
6秒前
456完成签到,获得积分20
24秒前
黑翅鸢完成签到 ,获得积分10
35秒前
40秒前
1分钟前
过时的沛白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
明理以南发布了新的文献求助10
1分钟前
852应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
John完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
轻松戎发布了新的文献求助10
1分钟前
锦瑷完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
clhoxvpze完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
黑翅鸢发布了新的文献求助30
2分钟前
Chroninus完成签到,获得积分10
2分钟前
凸凸完成签到,获得积分10
2分钟前
li完成签到 ,获得积分20
2分钟前
li关注了科研通微信公众号
2分钟前
2分钟前
3分钟前
科研通AI6.2应助MatildaDownman采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
港仔完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
Hayat发布了新的文献求助30
4分钟前
港仔发布了新的文献求助30
4分钟前
4分钟前
顺利的小蚂蚁完成签到,获得积分10
4分钟前
明理以南发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
三岁完成签到 ,获得积分10
4分钟前
搜集达人应助明理以南采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
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
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Continuing Syntax 1000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Work • Third edition • 2025 800
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Pharma R&D Annual Review 2026 500
荧光膀胱镜诊治膀胱癌 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6218043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8043325
关于积分的说明 16765442
捐赠科研通 5304796
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2826267
邀请新用户注册赠送积分活动 1804298
关于科研通互助平台的介绍 1664315