High-Performance Lithium–Sulfur Batteries via Molecular Complexation

化学 电化学 硫黄 锂(药物) 氧化还原 电池(电) 电极 阴极 无机化学 电解质 化学工程 有机化学 物理化学 功率(物理) 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Peiyu Wang,Nikolaos Kateris,Baiheng Li,Yiwen Zhang,Jianmin Luo,Chuanlong Wang,Yue Zhang,Amitesh S. Jayaraman,Xiaofei Hu,Hai Wang,Weiyang Li
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (34): 18865-18876 被引量:15
标识
DOI:10.1021/jacs.3c05209
摘要

Beyond lithium-ion technologies, lithium–sulfur batteries stand out because of their multielectron redox reactions and high theoretical specific energy (2500 Wh kg–1). However, the intrinsic irreversible transformation of soluble lithium polysulfides to solid short-chain sulfur species (Li2S2 and Li2S) and the associated large volume change of electrode materials significantly impair the long-term stability of the battery. Here we present a liquid sulfur electrode consisting of lithium thiophosphate complexes dissolved in organic solvents that enable the bonding and storage of discharge reaction products without precipitation. Insights garnered from coupled spectroscopic and density functional theory studies guide the complex molecular design, complexation mechanism, and associated electrochemical reaction mechanism. With the novel complexes as cathode materials, high specific capacity (1425 mAh g–1 at 0.2 C) and excellent cycling stability (80% retention after 400 cycles at 0.5 C) are achieved at room temperature. Moreover, the highly reversible all-liquid electrochemical conversion enables excellent low-temperature battery operability (>400 mAh g–1 at −40 °C and >200 mAh g–1 at −60 °C). This work opens new avenues to design and tailor the sulfur electrode for enhanced electrochemical performance across a wide operating temperature range.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
plaaf完成签到,获得积分10
2秒前
不配.应助jiahao采纳,获得200
3秒前
3秒前
俗签完成签到,获得积分10
3秒前
汉堡包应助lulu采纳,获得10
6秒前
6秒前
Matt发布了新的文献求助100
6秒前
8秒前
不配.应助菠萝吹雪采纳,获得50
9秒前
Favilla发布了新的文献求助10
10秒前
细心安容发布了新的文献求助10
11秒前
荣一完成签到,获得积分10
12秒前
深情安青应助yyy采纳,获得10
13秒前
冷褲小子完成签到 ,获得积分10
14秒前
归尘发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
铭铭完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
yang发布了新的文献求助10
18秒前
王胜男完成签到,获得积分20
18秒前
黑糖珍珠完成签到 ,获得积分0
19秒前
qwer2580发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
hbhbj发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
聚合怪发布了新的文献求助10
21秒前
gongjiayi发布了新的文献求助10
22秒前
醉眠发布了新的文献求助10
22秒前
yyy完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
无花果应助复方蛋酥卷采纳,获得10
24秒前
yyy发布了新的文献求助10
25秒前
Ava应助活泼的菱zi采纳,获得10
25秒前
lulu发布了新的文献求助10
25秒前
浮沉完成签到,获得积分20
26秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(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
Treatise on Geochemistry (Third edition) 1600
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 981
L-Arginine Encapsulated Mesoporous MCM-41 Nanoparticles: A Study on In Vitro Release as Well as Kinetics 500
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5456419
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4563283
关于积分的说明 14289097
捐赠科研通 4487871
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2458056
邀请新用户注册赠送积分活动 1448402
关于科研通互助平台的介绍 1424016