TiN/TiC heterostructures embedded with single tungsten atoms enhance polysulfide entrapment and conversion for high-capacity lithium-sulfur battery applications

多硫化物 材料科学 异质结 化学工程 阴极 硫黄 催化作用 锂硫电池 电池(电) 电化学 氧化还原 电解质 锂(药物) 纳米技术 电极 化学 冶金 物理化学 光电子学 有机化学 医学 量子力学 功率(物理) 内分泌学 工程类 物理
作者
Ling Zhang,Jiaying Bi,Tao Liu,Xiaorong Chu,Haijian Lv,Daobin Mu,Borong Wu,Feng Wu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:54: 410-420 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.10.050
摘要

The rapid decay of the charge/discharge capacity of lithium-sulfur batteries due to the sluggish reaction kinetics and the shuttling behaviour of soluble polysulfides significantly restricts their practical application in energy storage systems. Herein, two-dimensional TiN/TiC heterostructures embedded with single tungsten atoms (SWA) are developed and introduced as a modified interlayer (SWA-TiN/TiC) in Li-S battery devices. The SWA-TiN/TiC material has a large specific surface area, which provides a physical barrier while supplying numerous active sites for polysulfides reactions. TiN and TiC both demonstrate excellent electronic conductivity and catalytic activity, which facilitate the conversion of polysulfides. Meanwhile, the uniformly-dispersed SWAs significantly enhance the chemical affinity with polysulfides and accelerate their redox reactions. As a result, the sulfur cathodes coated with the SWA-TiN/TiC interlayer achieve excellent rate performance and long-term cycling stability. An ultrahigh specific capacity of up to 1577.7 mAh g−1 at 0.1 C is achieved, and even at high sulfur loading (6.25 mg cm−2), a high areal capacity of 4.63 mAh cm−2 is obtained. This work highlights the potential of single metallic atoms on non-carbonaceous matrix for the development of high-performance catalysts that can achieve strong polysulfides immobilization for practical applications in lithium-sulfur batteries.

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
22完成签到,获得积分20
1秒前
小陈发布了新的文献求助10
1秒前
Chambray发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
结实寒风发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
今后应助xx采纳,获得10
3秒前
3秒前
Su完成签到,获得积分10
3秒前
apeng发布了新的文献求助10
3秒前
Qawsed发布了新的文献求助10
3秒前
李健应助我真没想重生啊采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
ly完成签到,获得积分10
4秒前
Ava应助超级日光采纳,获得30
4秒前
霜序发布了新的文献求助10
5秒前
SciGPT应助hwjhwj采纳,获得10
5秒前
汐和完成签到 ,获得积分10
5秒前
阳光的代亦完成签到,获得积分10
6秒前
22发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
冷傲半烟发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
斯文败类应助结实寒风采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助结实寒风采纳,获得10
7秒前
7秒前
万能图书馆应助优雅破茧采纳,获得20
7秒前
LiuYijin完成签到 ,获得积分20
8秒前
lixiang发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.2应助远望采纳,获得10
8秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
Uzma完成签到,获得积分10
9秒前
AUKO星星发布了新的文献求助10
9秒前
9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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7708600
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9265800
关于积分的说明 20057196
捐赠科研通 7284822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296382
关于科研通互助平台的介绍 2451084
邀请新用户注册赠送积分活动 2303342