An Energetic S 0 /S + Redox Chemistry for Aqueous and Nonaqueous Sulfur Batteries

多硫化物 氧化还原 化学 水溶液 硫黄 动力学 无机化学 阳极 反应机理 电化学 过渡金属 半反应 化学动力学 化学工程 化学反应
作者
Jie Li,Xueke Lin,Chengjun Lei,Wenjiao Ma,Huijian Wang,Jianhui Jin,Haonan Chen,Tingting Liu,Xiao Liang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (7): e24441-e24441 被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202524441
摘要

Abstract State‐of‐the‐art sulfur‐based batteries are primarily driven by the S 0 /S 2− redox chemistry, yet their performance is limited by sluggish kinetics and low practical energy densities. In aqueous systems, slow solid‐solid conversion leads to high overpotentials (∼1 V) that restricts energy efficiency, while in nonaqueous systems, the sophisticated dissolution‐precipitation mechanism involving soluble polysulfide intermediates induces shuttle effects and capacity loss, necessitating catholyte configurations that compromise energy density. Here, we report an energetic and reversible S 0 /S + redox couple enabled by the formation of liquid‐phase S 2 Br 2 in both aqueous and nonaqueous electrolytes. Compared to traditional S 0 /S 2− reactions (0.45 V vs. Zn 2+ /Zn; 2.2 V vs. Li + /Li), the S 0 /S + redox chemistry offers significantly higher equilibrium redox potentials (1.68 V vs. Zn 2+ /Zn; 3.4 V vs. Li + /Li), a direct one‐step conversion pathway that avoids polysulfide intermediates formation, and intrinsically faster kinetics attributed to its solid‐liquid transition nature, enabling full sulfur utilization with a capacity of 837 mAh g −1 . When paired with Zn or Li anodes in tailored aqueous and organic electrolytes, respectively, this chemistry delivers high energy densities of 1406 and 2689 Wh kg −1 based on sulfur mass (402 and 768 Wh kg −1 based on S 2 Br 2 mass) and demonstrating strong potential for high‐performance 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
keysoz完成签到,获得积分10
1秒前
Glileo完成签到,获得积分10
2秒前
飞云完成签到,获得积分10
5秒前
ljlwh完成签到 ,获得积分10
6秒前
白鹭立雪完成签到,获得积分10
6秒前
微笑的井完成签到 ,获得积分10
7秒前
zhangruiii完成签到 ,获得积分10
7秒前
大个应助lion_wei采纳,获得20
9秒前
9秒前
10秒前
噢噢噢噢完成签到 ,获得积分10
10秒前
震动的宛秋完成签到,获得积分10
10秒前
zhang5657完成签到,获得积分10
11秒前
伶俐的以晴完成签到,获得积分10
12秒前
尔玉完成签到 ,获得积分10
13秒前
CGCG发布了新的文献求助10
13秒前
衣带渐宽终不悔完成签到,获得积分10
15秒前
Chelsea完成签到,获得积分10
18秒前
小马甲应助JYZ采纳,获得10
19秒前
搜第一完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
tongtong完成签到,获得积分10
25秒前
HZH完成签到 ,获得积分10
25秒前
27秒前
单薄铅笔完成签到,获得积分10
27秒前
爱学习的熊本熊完成签到,获得积分10
29秒前
bing完成签到,获得积分10
30秒前
bosco完成签到,获得积分10
31秒前
JYZ发布了新的文献求助10
33秒前
心灵美映之完成签到 ,获得积分10
34秒前
银匠完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
明亮紫易完成签到,获得积分10
36秒前
葡萄完成签到,获得积分10
36秒前
shidapai2完成签到,获得积分10
38秒前
我独舞完成签到 ,获得积分10
39秒前
lyk2815完成签到,获得积分10
39秒前
QIEZI完成签到 ,获得积分10
40秒前
炙热的冰萍完成签到,获得积分10
41秒前
橙子完成签到,获得积分10
41秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Dr. Dirk Wiechmann on Lingual Orthodontics: Part I 888
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
化工技术经济第五版电子版 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6877428
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8577761
关于积分的说明 18226807
捐赠科研通 6257768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3053773
关于科研通互助平台的介绍 2062249
邀请新用户注册赠送积分活动 2031501