Engineering Defect‐Rich Bimetallic Telluride with Dense Heterointerfaces for High‐Performance Lithium–Sulfur Batteries

材料科学 多硫化物 碲化物 双金属片 阳极 电化学 阴极 异质结 电解质 催化作用 化学工程 纳米技术 冶金 电极 光电子学 化学 物理化学 工程类 生物化学 金属
作者
Xiangpeng Wu,Rong‐Jun Xie,Daoping Cai,Ban Fei,Chaoqi Zhang,Qidi Chen,Baisheng Sa,Hongbing Zhan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (26) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adfm.202315012
摘要

Abstract Rechargeable lithium–sulfur (Li–S) batteries have received ever‐increasing attention owing to their ultrahigh theoretical energy density, low cost, and environmental friendliness. However, their practical application is critically plagued by the sluggish reaction kinetics, shuttling of soluble polysulfide intermediates, and uncontrollable growth of Li dendrites. Herein, a bimetallic telluride electrocatalyst with dense heterointerfaces and rich defects embedded in hollow carbon polyhedron bunches (N⊂CoTe 1 ‐x /ZnTe 1 ‐y @NC, abbreviated as NCZTC) is rationally designed to simultaneously address the S cathode and Li anode problems. Both experimental and computational results substitute the integration of dense heterointerfaces and rich defects can synergistically modulate the electronic structure, enhance the electrical conductivity, promote the Li + transportation, strengthen the polysulfides adsorption and improve the catalytic activity, thereby significantly accelerating the redox conversion kinetics and prevent the dendrite growth. Consequently, Li–S batteries with NCZTC‐modified separators demonstrate excellent electrochemical performance including high specific discharge capacity, remarkable rate capability, good long‐term cycling stability, and competitive areal capacity even at high sulfur loading and lean electrolyte conditions. This study not only provides valuable guidance for designing efficient sulfur electrocatalysts with transition metal tellurides but also emphasizes the importance of heterostructure design and defect engineering for high‐performance Li–S batteries.
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