Design of Janus Heterostructures Embedded in Carbon Nanofibers via Heterointerface and Structural Engineering for Rapid Polysulfide Conversion

杰纳斯 材料科学 多硫化物 异质结 纳米技术 纳米纤维 碳纳米纤维 光电子学 电极 碳纳米管 物理化学 电解质 化学
作者
Xiaofei Zhang,Tongzhen Wang,Yulei Li,Jie Yang,Jiewu Cui,Jian Yan,Jiaqin Liu,Hark Hoe Tan,Yan Yu,Yucheng Wu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202418022
摘要

Abstract The sluggish redox kinetics of sulfur electrode and the “shuttle effect” caused by soluble lithium polysulfides (LiPS) are critical challenges in the advancement of high‐energy lithium‐sulfur batteries. Here, a pioneering flexible self‐supporting composite scaffold that incorporates Janus V 2 O 3 /VN heterostructures embedded within multichannel nitrogen‐doped carbon nanofibers (MNCNF) is introduced. The MNCNF features a 3D hierarchical porous conductive network that facilitates rapid ion/electron transport while offering substantial space for high sulfur loading. Theoretical calculations demonstrate that the Janus V 2 O 3 /VN heterocatalyst, featuring a built‐in interfacial electric field, facilitates a smooth and rapid “capture‐diffusion‐conversion” of LiPS by leveraging the V 2 O 3 ’s strong adsorption capacity, VN's high catalytic capability and promoted interfacial charge/ion transport, thereby accelerating bi‐directional sulfur conversion. The as‐designed sulfur electrode with a sulfur loading of 2.0 mg cm −2 showcases high rate capability of 618 mAh g⁻¹ at 5C with 68.1% capacity retention over 500 cycles. Notably, under harsh conditions of high sulfur loading (6.0 mg cm −2 ) and lean electrolyte (7.5 µL mg −1 ), it achieves a high initial areal capacity of 4.92 mAh cm −2 with 94.8% capacity retention over 150 cycles. This work offers valuable insights for the rational design of optimal vanadium‐based heterocatalysts aimed at facilitating rapid sulfur redox conversion.
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
ratziel完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
lizhiqian2024发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
请叫我风吹麦浪应助张鼎采纳,获得10
5秒前
完美世界应助歪比巴卜采纳,获得10
5秒前
5秒前
zzzllove完成签到 ,获得积分10
6秒前
跑在颖发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
qwertnjj发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
搜集达人应助Joyj99采纳,获得10
10秒前
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
天冷了hhhdh完成签到,获得积分10
11秒前
大个应助文艺香菱采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
科研通AI5应助yht18893912614采纳,获得10
13秒前
悦耳苠发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
ding应助跑在颖采纳,获得10
14秒前
14秒前
16秒前
退休攒钱应助ConstanceMO668采纳,获得200
16秒前
搬砖人发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
呜呼啦呼完成签到 ,获得积分10
17秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3667729
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3226235
关于积分的说明 9768586
捐赠科研通 2936216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1608232
邀请新用户注册赠送积分活动 759549
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735404