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) 医学 物理 量子力学 内分泌学 工程类
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
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
1秒前
碧蓝柠檬发布了新的文献求助10
1秒前
星辰大海应助mkljl采纳,获得10
2秒前
3秒前
wangyue发布了新的文献求助10
5秒前
戴泽完成签到,获得积分10
6秒前
热心太英发布了新的文献求助10
7秒前
赟糖完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
yangqi完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
15秒前
敏静完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
17秒前
凉的白开完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
bkagyin应助Adelinelili采纳,获得20
19秒前
jianhan发布了新的文献求助10
20秒前
天赐殊荣发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
搜集达人应助CZ采纳,获得10
26秒前
今晚打老虎完成签到,获得积分10
27秒前
利妥昔单抗n完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
lqr关注了科研通微信公众号
28秒前
勤劳又菱应助治水采纳,获得10
29秒前
靓丽访文发布了新的文献求助30
30秒前
Hello应助小王梓采纳,获得10
31秒前
搜集达人应助晚风轻吹采纳,获得30
31秒前
31秒前
一二三发布了新的文献求助10
33秒前
35秒前
CC完成签到 ,获得积分10
36秒前
冰雪暖冬完成签到 ,获得积分10
38秒前
歪歪大王完成签到 ,获得积分10
39秒前
2052669099应助润泽无语采纳,获得10
39秒前
39秒前
汉堡包应助体贴乐巧采纳,获得10
39秒前
根号3完成签到 ,获得积分10
39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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Instituting Science: The Cultural Production of Scientific Disciplines 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Organization of knowledge in modern America, 1860-1920 / 600
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6360672
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174755
关于积分的说明 17219039
捐赠科研通 5415740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866032
邀请新用户注册赠送积分活动 1843284
关于科研通互助平台的介绍 1691337