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.
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
QQ完成签到,获得积分10
刚刚
蔚欢发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
Akim应助罗拉采纳,获得10
5秒前
丘比特应助Heartlark采纳,获得10
5秒前
5秒前
延文星完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
xyj6486发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
10秒前
10秒前
bkagyin应助shao采纳,获得10
10秒前
糟糕的日记本完成签到,获得积分10
10秒前
蔚欢完成签到,获得积分10
11秒前
mx发布了新的文献求助10
13秒前
一川烟叶完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
时尚俊驰发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
整齐小松鼠应助mini采纳,获得10
17秒前
恋雅颖月应助liii采纳,获得10
19秒前
罗拉发布了新的文献求助10
21秒前
persist完成签到,获得积分10
22秒前
讨厌科研发布了新的文献求助10
22秒前
沉默曼文发布了新的文献求助40
23秒前
研友_VZG7GZ应助如梦如幻91采纳,获得10
23秒前
24秒前
充电宝应助mx采纳,获得10
25秒前
隐形曼青应助时尚俊驰采纳,获得10
26秒前
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
科研通AI5应助文献采纳,获得30
30秒前
cyan关注了科研通微信公众号
30秒前
31秒前
Qi发布了新的文献求助10
31秒前
领导范儿应助张钦奎采纳,获得10
32秒前
shao完成签到,获得积分10
32秒前
Heartlark发布了新的文献求助10
33秒前
淡然的千雁完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3989378
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531442
关于积分的说明 11254002
捐赠科研通 3270126
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804887
邀请新用户注册赠送积分活动 882087
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809173