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:44
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
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
1秒前
科大第一深情完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
星空发布了新的文献求助10
1秒前
AJY完成签到,获得积分10
1秒前
h_w785发布了新的文献求助10
2秒前
迷路诗蕊发布了新的文献求助10
2秒前
完美世界应助孙博采纳,获得10
3秒前
Yxy2021完成签到 ,获得积分10
3秒前
Nymeria发布了新的文献求助10
3秒前
谭师傅发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
调皮的峻熙完成签到,获得积分20
4秒前
Akim应助机灵的帽子采纳,获得10
5秒前
5秒前
隐形曼青应助liu采纳,获得10
6秒前
CCC发布了新的文献求助10
6秒前
健康小宋完成签到,获得积分10
6秒前
害羞鬼完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
dream177777完成签到 ,获得积分10
7秒前
顾矜应助汤飞柏采纳,获得10
7秒前
zhang发布了新的文献求助10
7秒前
鱿鱼坤完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
111完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
小苗发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Jasper应助一帆风顺采纳,获得10
9秒前
Cola完成签到,获得积分0
10秒前
yi111完成签到,获得积分10
10秒前
徐磊完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
bill发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
Using Genomics to Understand How Invaders May Adapt: A Marine Perspective 400
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 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5506003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4601533
关于积分的说明 14477031
捐赠科研通 4535471
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2485413
邀请新用户注册赠送积分活动 1468399
关于科研通互助平台的介绍 1440873