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]
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
mzl发布了新的文献求助10
1秒前
聪慧山水发布了新的文献求助10
1秒前
药言应助Shaco采纳,获得20
1秒前
周昊发布了新的文献求助10
1秒前
SC关闭了SC文献求助
1秒前
villain完成签到,获得积分10
1秒前
斯文败类应助sunhan采纳,获得10
1秒前
纪云海发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
zuo完成签到,获得积分10
3秒前
我爱学习发布了新的文献求助10
3秒前
stars完成签到,获得积分10
4秒前
温衡的言希完成签到,获得积分10
4秒前
zhhl2006发布了新的文献求助80
4秒前
英俊的铭应助hxq1015采纳,获得10
4秒前
博子加加油完成签到,获得积分10
4秒前
小呆子发布了新的文献求助10
5秒前
积极夏青完成签到,获得积分10
5秒前
mhb115完成签到,获得积分10
5秒前
PAN发布了新的文献求助10
6秒前
Jasper应助Skuld采纳,获得10
6秒前
酷炫黄蜂发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助发sci采纳,获得10
6秒前
邓deng发布了新的文献求助10
6秒前
小二郎应助Alphaz9918采纳,获得10
6秒前
陈惠卿88完成签到,获得积分10
6秒前
luckyWZJ完成签到,获得积分10
7秒前
Owen应助小宋宋采纳,获得10
7秒前
jjym发布了新的文献求助10
8秒前
我爱科研完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
芒果完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
雪雪雪碧完成签到,获得积分10
9秒前
偏遇应助adoudoo采纳,获得10
10秒前
10秒前
希望天下0贩的0应助增值采纳,获得30
11秒前
11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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Terrorism and Power in Russia: The Empire of (In)security and the Remaking of Politics 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6045973
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7820207
关于积分的说明 16250378
捐赠科研通 5191364
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777989
邀请新用户注册赠送积分活动 1761057
关于科研通互助平台的介绍 1644130