Mo‐O‐C Between MoS2 and Graphene Toward Accelerated Polysulfide Catalytic Conversion for Advanced Lithium‐Sulfur Batteries

石墨烯 多硫化物 催化作用 材料科学 电化学 化学工程 密度泛函理论 分离器(采油) 离解(化学) 无机化学 纳米技术 化学 电极 物理化学 电解质 计算化学 有机化学 物理 工程类 热力学
作者
Jiayu Zhang,Guobao Xu,Qi Zhang,Xue Li,Yi Yang,Liwen Yang,Jianyu Huang,Guangmin Zhou
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (22) 被引量:60
标识
DOI:10.1002/advs.202201579
摘要

MoS2 /C composites constructed with van der Waals forces have been extensively applied in lithium-sulfur (Li-S) batteries. However, the catalytic conversion effect on polysulfides is limited because the weak electronic interactions between the composite interfaces cannot fundamentally improve the intrinsic electronic conductivity of MoS2 . Herein, density functional theory calculations reveal that the MoS2 and nitrogen-doped carbon composite with an Mo-O-C bond can promote the catalytic conversion of polysulfides with a Gibbs free energy of only 0.19 eV and a low dissociation energy barrier of 0.48 eV, owing to the strong covalent coupling effect on the heterogeneous interface. Guided by theoretical calculations, a robust MoS2 strongly coupled with a 3D carbon matrix composed of nitrogen-doped reduced graphene oxide and carbonized melamine foam is designed and constructed as a multifunctional coating layer for lithium-sulfur batteries. As a result, excellent electrochemical performance is achieved for Li-S batteries, with a capacity of 615 mAh g-1 at 5 C, an areal capacity of 6.11 mAh cm-2 , and a low self-discharge of only 8.6% by resting for five days at 0.5 C. This study opens a new avenue for designing 2D material composites toward promoted catalytic conversion of polysulfides.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
刚刚
11发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
仚屳完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
xjcy应助冰强采纳,获得10
2秒前
星辰大海应助pooolw采纳,获得30
2秒前
LLZ完成签到,获得积分10
2秒前
xzy完成签到,获得积分10
3秒前
cs完成签到 ,获得积分10
3秒前
华仔应助忧郁紫翠采纳,获得10
3秒前
Qianyun应助迷路的松采纳,获得10
4秒前
4秒前
快乐星球常驻居民完成签到,获得积分0
4秒前
小二郎应助爱太阳的阿喵采纳,获得10
4秒前
zuanyhou完成签到,获得积分10
5秒前
芋泥波波完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
oitkg发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
LLZ发布了新的文献求助10
7秒前
勿忘9451完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
七辰发布了新的文献求助10
7秒前
坚定的平松关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
8秒前
10秒前
易研顶针发布了新的文献求助10
10秒前
老北京发布了新的文献求助10
11秒前
lan完成签到,获得积分10
11秒前
圆滚滚发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
zbzb发布了新的文献求助10
12秒前
田20202021发布了新的文献求助10
12秒前
小小丘发布了新的文献求助10
13秒前
科目三应助Luoller采纳,获得10
13秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 850
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3249734
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2892974
关于积分的说明 8274850
捐赠科研通 2561214
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1389734
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 651303
邀请新用户注册赠送积分活动 628031