Selective Reduction of Multivariate Metal–Organic Frameworks for Advanced Electrocatalytic Cathodes in High Areal Capacity and Long-Life Lithium–Sulfur Batteries

材料科学 双金属片 硫黄 电化学 电解质 阴极 电池(电) 化学工程 锂硫电池 合金 锂(药物) 功率密度 金属有机骨架 电极 金属 冶金 化学 有机化学 吸附 物理化学 功率(物理) 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Mahmoud M. Kaid,Mohammad K. Shehab,Hong Fang,Awad I. Ahmed,S.A. El-Hakam,Amr Awad Ibrahim,P. Jena,Hani M. El‐Kaderi
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (2): 2283-2295 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsami.3c15480
摘要

Lithium–sulfur batteries hold great promise as next-generation high-energy-density batteries. However, their performance has been limited by the low cycling stability and sulfur utilization. Herein, we demonstrate that a selective reduction of the multivariate metal–organic framework, MTV-MOF-74 (Co, Ni, Fe), transforms the framework into a porous carbon decorated with bimetallic CoNi alloy and Fe3O4 nanoparticles capable of entrapping soluble lithium polysulfides while synergistically facilitating their rapid conversion into Li2S. Electrochemical studies on coin cells containing 89 wt % sulfur loading revealed a reversible capacity of 1439.8 mA h g–1 at 0.05 C and prolonged cycling stability for 1000 cycles at 1 C/1060.2 mA h g–1 with a decay rate of 0.018% per cycle. At a high areal sulfur loading of 6.9 mg cm–2 and lean electrolyte/sulfur ratio (4.5 μL:1.0 mg), the battery based on the 89S@CoNiFe3O4/PC cathode provides a high areal capacity of 6.7 mA h cm–2. The battery exhibits an outstanding power density of 849 W kg–1 at 5 C and delivers a specific energy of 216 W h kg–1 at 2 C, corresponding to a specific power of 433 W kg–1. Density functional theory shows that the observed results are due to the strong interaction between the CoNi alloy and Fe3O4, facilitated by charge transfer between the polysulfides and the substrate.
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
假发君完成签到,获得积分10
刚刚
yydsyk完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
大宝发布了新的文献求助10
1秒前
王师傅完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
woshihu完成签到,获得积分10
3秒前
叶文腾完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
AIMS完成签到,获得积分0
3秒前
打打应助ballon采纳,获得10
3秒前
biotnt发布了新的文献求助10
3秒前
勤恳的夏之完成签到,获得积分20
3秒前
咿呀完成签到,获得积分10
4秒前
大神水瓶座完成签到,获得积分10
4秒前
Yanis完成签到,获得积分10
4秒前
cxl完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
RHLiux完成签到,获得积分10
5秒前
psl发布了新的文献求助10
5秒前
paggyfight完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
颖火虫2588完成签到,获得积分10
7秒前
小困发布了新的文献求助10
7秒前
清嘉完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
SUNstp完成签到,获得积分10
7秒前
甜蜜如娆发布了新的文献求助10
8秒前
mandy完成签到,获得积分10
8秒前
默默纲完成签到,获得积分10
8秒前
yy完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小肖的KYT完成签到,获得积分10
9秒前
CT完成签到,获得积分10
9秒前
林晗发布了新的文献求助10
9秒前
耳朵暴富富完成签到,获得积分10
9秒前
陈少华发布了新的文献求助10
10秒前
Hello应助陈奥采纳,获得10
10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
Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Fourth Edition 1000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
A new house rat (Mammalia: Rodentia: Muridae) from the Andaman and Nicobar Islands 500
Research Handbook on Law and Political Economy Second Edition 398
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4554543
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3983378
关于积分的说明 12331135
捐赠科研通 3653264
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2012425
邀请新用户注册赠送积分活动 1047456
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 935928