ZnSe/N-Doped Carbon Nanoreactor with Multiple Adsorption Sites for Stable Lithium–Sulfur Batteries

纳米反应器 材料科学 硫黄 兴奋剂 化学工程 吸附 无机化学 碳纤维 锂(药物) 纳米颗粒 纳米技术 复合数 化学 复合材料 光电子学 有机化学 冶金 内分泌学 工程类 医学
作者
Dawei Yang,Chaoqi Zhang,Jordi Jacas Biendicho,Xu Han,Zhifu Liang,Ruifeng Du,Mengyao Li,Junshan Li,Jordi Arbiol,Jordi Llorca,Yingtang Zhou,J.R. Morante,Andreu Cabot
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:14 (11): 15492-15504 被引量:158
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c06112
摘要

To commercially realize the enormous potential of lithium–sulfur batteries (LSBs) several challenges remain to be overcome. At the cathode, the lithium polysulfide (LiPS) shuttle effect must be inhibited and the redox reaction kinetics need to be substantially promoted. In this direction, this work proposes a cathode material based on a transition-metal selenide (TMSe) as both adsorber and catalyst and a hollow nanoreactor architecture: ZnSe/N-doped hollow carbon (ZnSe/NHC). It is here demonstrated both experimentally and by means of density functional theory that this composite provides three key benefits to the LSBs cathode: (i) A highly effective trapping of LiPS due to the combination of sulfiphilic sites of ZnSe, lithiophilic sites of NHC, and the confinement effect of the cage-based structure; (ii) a redox kinetic improvement in part associated with the multiple adsorption sites that facilitate the Li+ diffusion; and (iii) an easier accommodation of the volume expansion preventing the cathode damage due to the hollow design. As a result, LSB cathodes based on S@ZnSe/NHC are characterized by high initial capacities, superior rate capability, and an excellent stability. Overall, this work not only demonstrates the large potential of TMSe as cathode materials in LSBs but also probes the nanoreactor design to be a highly suitable architecture to enhance cycle stability.
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
lljiachen完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
森度睡眠发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
zyt发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
在水一方应助大王采纳,获得10
2秒前
饶天源发布了新的文献求助30
3秒前
gyf发布了新的文献求助10
3秒前
BowieHuang应助风趣思山采纳,获得10
4秒前
BowieHuang应助风趣思山采纳,获得10
4秒前
汉堡包应助英勇冰淇淋采纳,获得10
4秒前
有魅力山河完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助Taco采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
爱笑的笑蓝完成签到,获得积分10
6秒前
脑洞疼应助无可无不可采纳,获得10
6秒前
6秒前
无极微光应助无可无不可采纳,获得20
6秒前
Hello应助Liuruijia采纳,获得10
7秒前
07完成签到,获得积分10
7秒前
单薄月饼完成签到,获得积分10
8秒前
WaWaQAQ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
我是老大应助Kair采纳,获得10
8秒前
ymh完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
山山而川发布了新的文献求助10
9秒前
Nicole完成签到,获得积分10
9秒前
正直凌文发布了新的文献求助10
9秒前
李健应助高兴的羊采纳,获得10
9秒前
小卢发布了新的文献求助10
10秒前
华仔应助HCl采纳,获得10
10秒前
yi完成签到,获得积分10
11秒前
Orange应助疯狂的青枫采纳,获得10
11秒前
手术刀发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
JX发布了新的文献求助10
12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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5758857
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5517902
关于积分的说明 15392220
捐赠科研通 4896062
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2633520
邀请新用户注册赠送积分活动 1581545
关于科研通互助平台的介绍 1537173