Robust Lithium Metal Anodes Realized by Lithiophilic 3D Porous Current Collectors for Constructing High-Energy Lithium–Sulfur Batteries

阳极 金属锂 材料科学 锂(药物) 集电器 多孔性 硫黄 金属 化学工程 锂离子电池的纳米结构 电极 电解质 电流(流体) 无机化学 储能 复合材料 化学 冶金 电气工程 内分泌学 物理化学 功率(物理) 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Fei Pei,Ang Fu,Weibin Ye,Jian Peng,Xiaoliang Fang,Ming‐Sheng Wang,Nanfeng Zheng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:13 (7): 8337-8346 被引量:164
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b03784
摘要

Lithium–sulfur (Li–S) batteries are attractive candidates for next-generation rechargeable batteries. With the steady development of sulfur cathodes, the recent revival of research on dendrite-free Li metal anodes offers opportunities to improve the stabilities and safety of Li–S batteries. However, the low capacities and low Li utilizations of current Li anodes hinder the improvement of the energy densities of Li–S batteries. Here, we present a facile approach to fabricate lithiophilic three-dimensional porous current collectors by modifying commercial metal foams with yolk–shell structured N-doped porous carbon nanosheets. Benefiting from the structure-based rational design, this current collector is able to generate dendrite-free Li anodes with improved Coulombic efficiencies and life spans, enabling carbon/sulfur cathodes to exhibit significantly enhanced stabilities (e.g., 78.1% of capacity retention after 1400 cycles). More importantly, we successfully constructed a high-areal-capacity Li–S full cell (9.84 mAh cm–2) with 82% Li utilization. This work provides a promising route toward high-energy-density Li–S batteries.

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
刚刚
Jasper应助Chew1q采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助拼搏的孤菱采纳,获得10
1秒前
5476完成签到,获得积分10
1秒前
所所应助深情的秋白采纳,获得10
2秒前
神奇小鹿完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
不安水蓝发布了新的文献求助10
3秒前
HalfGumps完成签到,获得积分10
4秒前
大自然发布了新的文献求助20
4秒前
紧张的绿茶完成签到,获得积分10
5秒前
情怀应助沛沛采纳,获得10
5秒前
李健的小迷弟应助楠D采纳,获得10
5秒前
6秒前
JessicaLi完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
上官若男应助宇儿采纳,获得10
7秒前
keep完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
情怀应助热心的代桃采纳,获得10
9秒前
Baiwuyang完成签到,获得积分10
9秒前
Jasper应助jajaqy采纳,获得10
9秒前
阿秃完成签到,获得积分20
10秒前
苗条的小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
Lucas应助透明木头块儿采纳,获得10
13秒前
阿秃发布了新的文献求助10
13秒前
大福完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
秋风发布了新的文献求助10
14秒前
LA排骨完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
18秒前
19秒前
核桃发布了新的文献求助10
20秒前
光明磊落陈2011应助lxq采纳,获得10
22秒前
秋风完成签到,获得积分10
22秒前
24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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 6439537
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253461
关于积分的说明 17566968
捐赠科研通 5497645
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899320
邀请新用户注册赠送积分活动 1876131
关于科研通互助平台的介绍 1716642