Multifunctional Atomic Molybdenum on Graphene with Distinctive Coordination to Solve Li and S Electrochemistry

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作者
Jia Yuan,Baojuan Xi,Wei Wang,Zhengchunyu Zhang,Ning Song,Xuguang An,Jie Liu,Jinkui Feng,Shenglin Xiong
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (37) 被引量:30
标识
DOI:10.1002/smll.202203947
摘要

The improvement of lithium-sulfur batteries is still impeded by notorious shuttling effect and sluggish kinetics on the S cathode, and rampant Li dendrite formation on the Li anode makes it worse. Herein, a type of single-atom dispersed Mo on nitrogen-doped graphene (Mo/NG) with a distinctive Mo-N2 O2 -C coordination structure first serving as a multifunctional material is designed by a structure-oriented strategy to solve Li and S electrochemistry. Mo/NG with superior intrinsic properties endowed by the unique coordination configuration adsorbs soluble polysulfides and promotes bidirectional conversion of LiPSs at the cathode side. Meanwhile, the suitable binding strength of Mo/NG with lithium ions endows it with an attractive lithiophilic feature. Specifically, Mo/NG is able to work as the adaptor to redistribute lithium ions on the interface of separator and homogenize the lithium ion flux. Due to the suitable binding ability with Li+ , it does not interfere with the diffusion of lithium ions across and provides tunnels exclusive to lithium ions to generate fast and homogeneous flux. Ascribed to such unique multifunctionality, Li-S batteries assembled with Mo/NG exhibit excellent electrochemical performance including long cycling stability over 1000 cycles and high areal capacities under high sulfur mass loading.
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