Hierarchical assemblies of conjugated ultrathin COF nanosheets for high-sulfur-loading and long-lifespan lithium–sulfur batteries: Fully-exposed porphyrin matters

材料科学 硫黄 卟啉 纳米片 多孔性 化学工程 纳米技术 复合材料 冶金 有机化学 电极 工程类 物理化学 化学
作者
Xuanhe Hu,Junhua Jian,Zhengsong Fang,Linfeng Zhong,Zhongke Yuan,Meijia Yang,Shijie Ren,Qiang Zhang,Xudong Chen,Dingshan Yu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:22: 40-47 被引量:129
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2018.12.021
摘要

Covalent organic frameworks (COFs) are promising electrode materials for next-generation energy storage devices such as Li-S batteries. However, most existing COF materials are produced as microcrystalline powders with densely packed structure and microporous texture, which leads to sluggish ion diffusion, insufficient active site utilization or limited active material loading, constraining practical implementation. Herein, we report the first bottom-up synthesis of 3D hierarchical COF superstructures comprising porphyrin-rich conjugated ultrathin nanosheets, as a multiscale engineering solution to the above obstacles for fully demonstrating the potential of COFs in Li-S batteries. As-made superstructure features minimum nanosheet restacking, large accessible surface area with unique macro-meso-micro-porosity, which not only turns diffusion-dominated redox kinetics in conventional COFs into charge-transfer controlled process, but also renders sufficient utilization of inherent abundant active sites for maximizing the chemisorptions of polysulfides and boosting sulfur utilization. Importantly, COF superstructure can be used as an idea model to probe the specific role of active functional groups and fully exposed porphyrin is revealed to act as unique anchoring sites with strong chemical binding to polysulfides. Thus, COF superstructures, as a new polymeric host, endow Li-S battery with large capacity, excellent rate capability and superb cycling stability particularly at high sulfur content or loading.
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
南瓜发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
黄鑫发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
科研狗应助洁净之柔采纳,获得30
2秒前
淡淡山兰完成签到,获得积分10
2秒前
威武雨柏完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研通AI6.1应助HaonanZhang采纳,获得10
5秒前
5秒前
尘埃发布了新的文献求助30
7秒前
Peng发布了新的文献求助10
7秒前
雪流星完成签到,获得积分10
8秒前
111完成签到,获得积分10
8秒前
英勇小蕾完成签到,获得积分10
9秒前
陶醉土豆发布了新的文献求助10
11秒前
轻松白晴完成签到 ,获得积分10
11秒前
lewe完成签到,获得积分10
12秒前
哈密瓜与西瓜完成签到,获得积分10
12秒前
彼岸完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
万能图书馆应助tianhualefei采纳,获得10
17秒前
大能猫完成签到,获得积分10
17秒前
NEUROVASCULAR完成签到,获得积分10
17秒前
Peng完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
最佳损友完成签到,获得积分0
19秒前
21秒前
NEUROVASCULAR发布了新的文献求助10
23秒前
25秒前
清脆圆子发布了新的文献求助10
25秒前
彭于晏应助银古采纳,获得10
26秒前
Hello应助苜蓿采纳,获得10
28秒前
ll完成签到,获得积分10
29秒前
32秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
33秒前
毛毛女士发布了新的文献求助10
33秒前
Lucas应助邱欣育采纳,获得10
33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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 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 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6349026
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8164157
关于积分的说明 17176827
捐赠科研通 5405511
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862053
邀请新用户注册赠送积分活动 1839826
关于科研通互助平台的介绍 1689107