Effect of zinc-based active sites on porous carbon and electrochemical properties in lithium-sulfur batteries

多硫化物 碳纤维 碳化 化学工程 锂(药物) 材料科学 硫黄 电化学 氧化还原 多孔性 无机化学 化学 扫描电子显微镜 电解质 电极 复合材料 冶金 物理化学 内分泌学 工程类 复合数 医学
作者
Xiaodan Ren,Chunxiang Lu,Shuxia Yuan,Zhifei Liu,Meng Zhang,Dong‐Sheng Li
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:905: 164182-164182 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2022.164182
摘要

• Zinc-based active sites allow the morphology/pore size distribution of porous carbon to be customized. • Reasonable morphology of p-HPC-X materials achieves good physical limitation of polysulfides. • Reasonable configuration of polar sites improves the catalytic and adsorption capacity of polysulfide. Hierarchically porous carbon (HPC) is considered as one of the promising cathodes of lithium-sulfur batteries (LSBs) owing to its appealing merits. However, it is still preventing the shuttle effect poorly due to the weak interaction between nonpolar carbon and polar polysulfide (LiPS). Herein, we report a facile method to prepare polar hierarchically porous carbon by in-situ loading the different amounts of zinc-based active sites (p-HPC-X) onto the HPC materials. The close combination of a carbon interconnected skeleton and ZnS nanoparticles derived zinc-based active sites forms the strong interaction that suppresses the soluble polysulfide shuttle effect and catalyzes the kinetics redox reactions of lithium polysulfide/sulfide. Moreover, the effect of polar sites introduced in situ on the morphology/porosity of carbon materials is also focused on. Crystallization of zinc-based active sites during the freeze-drying process and self-assembly during carbonization allow the pore size distribution of porous carbon to be customized, which offers fast lithium-ion and electron transport channels. Due to the synergistic effect of the hierarchical pore structure and suitable polarity sites, the p-HPC-X exhibits high capacity and good cycling performance. Especially p-HPC-1, it yields a high reversible capacity of 683.7 mAh g −1 and a low fading rate of 0.041% per cycle over 900 cycles at a current density of 1 C. This work offers novel insights into realizing the effect of in-situ loaded active sites on pore structure and electrochemical performance in LSBs.
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
科研通AI6.2应助乔Peter采纳,获得10
刚刚
火星上夜云完成签到 ,获得积分10
刚刚
温暖芸发布了新的文献求助10
1秒前
馨馨的科科应助引川采纳,获得10
1秒前
总喜欢发布了新的文献求助10
1秒前
Gstar完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
qqq完成签到,获得积分20
2秒前
安静的老师完成签到,获得积分10
2秒前
ddd完成签到,获得积分10
2秒前
不二宋完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
sanages发布了新的文献求助10
2秒前
xiurongsun完成签到 ,获得积分10
2秒前
困困包发布了新的文献求助10
3秒前
Decho完成签到,获得积分10
3秒前
淡淡一德发布了新的文献求助10
3秒前
du完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
昏睡的嵩完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
忧心的浩天完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
Cjl10610发布了新的文献求助10
6秒前
GSW发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
18635986106完成签到,获得积分10
7秒前
xiurongsun关注了科研通微信公众号
7秒前
科研通AI6.4应助kanglan采纳,获得10
7秒前
miji完成签到,获得积分10
7秒前
整齐妙竹发布了新的文献求助50
8秒前
8秒前
可惜没如果完成签到,获得积分10
8秒前
十号机发布了新的文献求助10
8秒前
章和染完成签到 ,获得积分10
9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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
从技术问题到科学问题:国家自然科学基金申请书写作指南 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 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 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 7701348
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9260528
关于积分的说明 20026151
捐赠科研通 7277074
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293853
关于科研通互助平台的介绍 2449510
邀请新用户注册赠送积分活动 2300504