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
BuSihan完成签到 ,获得积分10
刚刚
09190706发布了新的文献求助10
1秒前
北冥有鱼完成签到,获得积分10
1秒前
Tfgghh完成签到,获得积分10
1秒前
含光无形完成签到 ,获得积分10
1秒前
CMD完成签到 ,获得积分0
1秒前
12305014077完成签到 ,获得积分10
1秒前
123完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
long关注了科研通微信公众号
2秒前
冰雪痕完成签到 ,获得积分10
3秒前
黑怕完成签到,获得积分10
3秒前
慕青应助June17采纳,获得10
3秒前
seedcode完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
Driscoll完成签到 ,获得积分10
5秒前
老迟到的访文完成签到,获得积分10
6秒前
平凡完成签到,获得积分10
6秒前
十二完成签到,获得积分10
7秒前
热情的采枫完成签到,获得积分10
7秒前
nong12123发布了新的文献求助10
8秒前
欣慰人生发布了新的文献求助10
8秒前
just完成签到,获得积分10
8秒前
戴维少尉完成签到,获得积分10
8秒前
fiona完成签到,获得积分0
8秒前
susu发布了新的文献求助10
8秒前
喜悦的向日葵完成签到,获得积分10
8秒前
CipherSage应助1618采纳,获得10
9秒前
yulian完成签到,获得积分10
10秒前
大佬带带我啊完成签到,获得积分10
10秒前
悦耳的怀寒完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
果子荆完成签到,获得积分10
12秒前
Tonald Yang完成签到,获得积分20
12秒前
随波逐流完成签到,获得积分10
13秒前
苗瑞锋完成签到 ,获得积分10
13秒前
迷人绿柏完成签到 ,获得积分10
13秒前
搞怪哈密瓜完成签到,获得积分10
13秒前
Emily完成签到 ,获得积分10
13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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
晚清天文学译著《谈天》版本考 720
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Calibre SVRF (Standard Verification Rule Format) Manual 2021 500
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 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 7087225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8745036
关于积分的说明 18495780
捐赠科研通 6634640
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3134523
关于科研通互助平台的介绍 2239772
邀请新用户注册赠送积分活动 2109238