Aqueous metal-sulfide battery with enhanced stability achieved by a four-electron Ag2S electrode with a Cu2+/Cu+ redox charge carrier

材料科学 硫化物 多硫化物 电池(电) 过电位 阴极 水溶液 电解质 化学工程 电极 电导率 氧化还原 硫化锌 储能 无机化学 电化学 冶金 化学 物理化学 热力学 功率(物理) 物理 工程类
作者
Chang Liu,Cheng Yang,Yu Liu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:54: 323-329 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.10.048
摘要

Sulfur with high specific capacity is a promising candidate for electrode material of aqueous/nonaqueous metal-sulfide batteries, however, it suffers from poor cycle stability due to its poor conductivity, large volume change and shuttle effect of polysulfide. For the first time, this work employs a semiconductor Ag2S with good electronic conductivity as cathode of aqueous metal-sulfide batteries, which gives a four-electron electrode reaction through a three-step all-solid-state conversion reaction of Ag2S→Ag3CuS2→AgCuS→Cu2S with a specific capacity of 432 mAh g−1. Besides, low volume expansion and the elimination of shuttle effect due to the small Ksp of Ag2S contribute to satisfactory cycle performance. The as-proposed Cu-Ag2S battery shows an extremely low overpotential of 50 mV and excellent cycle performance of 9000 cycles, which are the lowest and highest values respectively among all the reported metal-sulfide batteries. By pairing with Zn of lower potential, a cascade Zn-Ag2S battery is designed and achieves high working voltage up to1.22 V successfully. After Ag2S fully reducing into Cu2S in discharge process, Cu2+ in the electrolyte can provide additional capacity for the battery, thus, the cascade battery design can achieve a higher energy density, representing a promising route to energy-dense aqueous 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
1秒前
1秒前
sunn完成签到,获得积分20
2秒前
赤凰太一完成签到 ,获得积分10
2秒前
搜集达人应助找文章采纳,获得10
2秒前
334niubi666完成签到 ,获得积分0
3秒前
卡夫卡发布了新的文献求助10
3秒前
艾斯比完成签到,获得积分10
3秒前
liwanr完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小马甲应助啦啦哗啦啦哗采纳,获得10
5秒前
迅速的傲晴完成签到,获得积分10
5秒前
yike完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
任性小霜发布了新的文献求助10
6秒前
机灵梦菲完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
NN发布了新的文献求助10
8秒前
wanwan完成签到,获得积分10
10秒前
小蘑菇应助ni采纳,获得10
11秒前
123123发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
搜集达人应助自然钢笔采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
彭于晏应助骆西西采纳,获得10
14秒前
lll完成签到,获得积分10
14秒前
123发布了新的文献求助10
15秒前
嘉嘉妮发布了新的文献求助10
16秒前
wanci应助DavidChen采纳,获得10
16秒前
yanni应助鲨鱼辣椒采纳,获得10
16秒前
个性的薯片完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
19秒前
19秒前
cdercder应助manying采纳,获得10
20秒前
吐泡泡应助@A采纳,获得10
20秒前
20秒前
影2857完成签到,获得积分10
21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
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7624135
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9199304
关于积分的说明 19722362
捐赠科研通 7195390
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273475
关于科研通互助平台的介绍 2435675
邀请新用户注册赠送积分活动 2269258