Boosting sulfur catalytic kinetics by defect engineering of vanadium disulfide for high-performance lithium-sulfur batteries

催化作用 硫黄 电化学 化学 锂硫电池 分离器(采油) 动力学 化学工程 材料科学 无机化学 纳米技术 冶金 有机化学 工程类 物理化学 热力学 电极 物理 量子力学
作者
Guo Liu,Qi Zeng,Ziye Fan,Shuhao Tian,Xijuan Li,Xueliang Lv,Wenjian Zhang,Kun Tao,Erqing Xie,Zhenxing Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:448: 137683-137683 被引量:47
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137683
摘要

The incomplete sulfur conversion and serious shuttle effect caused by sluggish sulfur reduction reaction (SRR) kinetics of lithium polysulfides (LiPSs) have hindered the practical applications of lithium-sulfur (Li-S) batteries for many years. Developing efficient catalysts and fundamentally understanding the catalytic mechanism can largely promote the application of Li-S batteries. In this work, the metallic sulfur-defect vanadium disulfide (D-VS2) nanosheets with large specific areas have been synthesized by a one-pot solvothermal method, and introduced as a modified layer on a polypropylene (PP) separator. Density functional theory (DFT) calculation and electrochemical investigations have revealed the essential catalytic mechanism from atomic level to macro-scale. The introduced sulfur vacancies in D-VS2 can increase the coordination unsaturation sites, lead to the charge re-distribution on VS2 nanosheets, and remarkably promote the chemical anchoring and catalytic kinetics of LiPSs in Li-S batteries. As a result, the D-VS2 modified Li-S battery achieves a high initial discharge specific capacity of 1492.2 mAh g−1 at 0.1C and excellent cycling stability with a decay rate of 0.07% over 1000 cycles at 1.0C. Even under a high sulfur loading of 8.26 mg cm−2, the battery can still obtain a superb areal capacity up to 6.2 mAh cm−2 after 60 cycles at 0.1C. These results suggest that the proposed defect engineering strategy is promising for advanced Li-S batteries.
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
YKX完成签到,获得积分10
2秒前
小王完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
fabius0351完成签到 ,获得积分10
3秒前
潘雨露完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
DKY发布了新的文献求助10
6秒前
赵佳露完成签到,获得积分10
7秒前
ddd发布了新的文献求助200
7秒前
mark完成签到,获得积分10
9秒前
山山而川完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
eurhfe发布了新的文献求助10
11秒前
爱呀麻鸭发布了新的文献求助10
11秒前
所所应助橙子采纳,获得10
11秒前
11秒前
潇洒的小懒虫完成签到,获得积分10
13秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
13秒前
DaLu发布了新的文献求助10
13秒前
曹毅凯完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
wickedzz完成签到,获得积分0
18秒前
傲娇菠萝发布了新的文献求助50
18秒前
打打应助cwy采纳,获得10
18秒前
蓝天发布了新的文献求助10
19秒前
家的方向完成签到,获得积分10
19秒前
DaLu发布了新的文献求助10
19秒前
DKY完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
甜美晓绿发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
科研通AI6.2应助一颗荔枝采纳,获得10
24秒前
25秒前
橙子发布了新的文献求助10
25秒前
Ava应助阳光易蓉采纳,获得10
26秒前
27秒前
coin完成签到,获得积分10
28秒前
奕火发布了新的文献求助10
29秒前
找我办事要带李同学完成签到 ,获得积分10
29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
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Superabsorbent Polymers: Synthesis, Properties and Applications 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
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 6351744
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8166253
关于积分的说明 17185930
捐赠科研通 5407801
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862981
邀请新用户注册赠送积分活动 1840543
关于科研通互助平台的介绍 1689612