Synergistics of Fe3C and Fe on Mesoporous Fe–N–C Sulfur Host for Nearly Complete and Fast Lithium Polysulfide Conversion

多硫化物 材料科学 硫黄 介孔材料 过电位 锂(药物) 化学工程 纳米技术 催化作用 电化学 化学 电极 有机化学 电解质 冶金 物理化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Siyuan Gao,Fan Xia,Bomin Li,Iddrisu B. Abdul Razak,Yuzi Liu,Ke Lu,Dennis E. Brown,Rongyue Wang,Yingwen Cheng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (15): 17791-17799 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsami.1c01393
摘要

The practical deployment of advanced Li–S batteries is severely constrained by the uncontrollable lithium polysulfide conversion under realistic conditions. Although a plethora of advanced sulfur hosts and electrocatalysts have been examined, the fundamental mechanisms are still elusive and predictive design approaches have not yet been established. Here, we examined a series of well-defined Fe–N–C sulfur hosts with systematically varied and strongly coupled Fe3C and Fe electrocatalysts, prepared by one-step pyrolysis of a novel Fex[Fe(CN)6]y/polypyrrole composite at different temperatures. We revealed the key roles of Fe3C and metallic Fe on modulating polysulfide conversion, in that the polar Fe3C strongly adsorbs polysulfide whereas the Fe particles catalyze fast polysulfide conversion. We then highlight the superior performance of the rational host with strongly coupled Fe3C and Fe on mesoporous Fe–N–C host on promoting nearly complete polysulfide conversion, especially for the challenging short-chain Li2S4 conversion to Li2S. The electrodeposited Li2S on this host was extremely reactive and can be readily charged back to S with minimal activation overpotential. Overall, Li–S batteries equipped with the novel sulfur host delivered a high specific capacity of 1350 mAh g–1 at 0.1C with a capacity retention of 96% after 200 cycles. This work provides new insights on the functional mechanism of advanced sulfur hosts, which could eventually translate into new design principles for practical Li–S 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
于海丽完成签到,获得积分10
3秒前
来到火山口的大企鹅完成签到,获得积分10
5秒前
23333完成签到,获得积分10
8秒前
淡然的芷荷完成签到 ,获得积分10
9秒前
kidd瑞完成签到,获得积分10
10秒前
周冯雪完成签到 ,获得积分10
12秒前
Jasen完成签到 ,获得积分10
16秒前
不如看海完成签到,获得积分10
16秒前
英俊的铭应助drhwang采纳,获得10
19秒前
surfer363完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
干净以珊发布了新的文献求助10
24秒前
高高完成签到 ,获得积分10
25秒前
sntyc完成签到 ,获得积分10
30秒前
干净以珊完成签到,获得积分10
31秒前
科研肥料完成签到,获得积分10
33秒前
kaka完成签到,获得积分10
34秒前
迷人冥完成签到 ,获得积分10
35秒前
豆子完成签到,获得积分10
35秒前
香蕉海白完成签到 ,获得积分10
37秒前
勤奋完成签到,获得积分0
37秒前
漂亮的秋天完成签到 ,获得积分10
38秒前
SCI完成签到,获得积分10
42秒前
44秒前
44秒前
闪闪的斑马完成签到,获得积分10
44秒前
天道酬勤完成签到,获得积分10
45秒前
情怀应助无辜鞋子采纳,获得10
46秒前
孙非完成签到,获得积分10
47秒前
无心的天真完成签到 ,获得积分10
47秒前
叁叁完成签到 ,获得积分10
47秒前
cdercder应助风华正茂采纳,获得10
48秒前
小庄完成签到 ,获得积分10
49秒前
dragonking520发布了新的文献求助10
49秒前
ben完成签到,获得积分10
50秒前
smile完成签到,获得积分10
53秒前
oxear完成签到,获得积分10
54秒前
Xu_W卜完成签到,获得积分10
55秒前
MMMM完成签到 ,获得积分10
56秒前
jeffrey完成签到,获得积分10
56秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3815941
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3359404
关于积分的说明 10402536
捐赠科研通 3077257
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1690255
邀请新用户注册赠送积分活动 813667
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767743