Transitional Metal Catalytic Pyrite Cathode Enables Ultrastable Four-Electron-Based All-Solid-State Lithium Batteries

材料科学 锂(药物) 固态 化学工程 金属锂 电子 黄铁矿 金属 过渡金属 催化作用 阴极 无机化学 电极 纳米技术 化学 阳极 冶金 物理化学 内分泌学 量子力学 工程类 医学 生物化学 物理
作者
Hongli Wan,Gaozhan Liu,Yanle Li,Wei Weng,Jean Pierre Mwizerwa,Ziqi Tian,Liang Chen,Xiayin Yao
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:13 (8): 9551-9560 被引量:67
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b04538
摘要

All-solid-state batteries can enable reversible four lithium ion storage for pyrite (FeS2) at a cutoff voltage of 1.0–3.0 V. However, strain/stress concentration generating electrode pulverization and sluggish electrochemical reaction of lithium sulfide and sulfur will affect the long cycling stability of the battery. Through experiments and density functional theory (DFT) calculations, it is proved that nanostructure engineering and electronic conduction improvement with introduction of catalytic cobalt can effectively improve the electrochemical activity of FeS2. The optimized loose structured Co0.1Fe0.9S2 based all-solid-state lithium batteries show reversible capacities of 860.5, 797.7, 685.8, and 561.8 mAh g–1 after five cycles at 100, 200, 500, and 1000 mA g–1, respectively, and a stable capacity of 543.5 mAh g–1 can be maintained after cycling at a current density of 500 mA g–1 for 100 cycles. Ex situ TEM and Raman results reveal that, after the first cycle, the reversible reaction 2Li2S + Fe ↔ FeSy + (2 – y)S + 4Li+ + 4e– proceeds from the following cycles onward, while nanocrystalline mackinawite FeS, Fe(III)-containing mackinawite FeS, and Fe3S4 are generated after the first discharge–charge process. This work provides a facile method for improving the electrochemical performance for multi-electron reaction mechanism based all-solid-state lithium 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
共享精神应助高挑的宛海采纳,获得10
1秒前
张123完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Moonpie应助h0jian09采纳,获得10
3秒前
4秒前
0607发布了新的文献求助10
6秒前
万能图书馆应助霸别采纳,获得10
6秒前
田様应助vicky采纳,获得10
8秒前
luk发布了新的文献求助30
8秒前
11秒前
小马甲应助愉快过客采纳,获得30
11秒前
11秒前
orixero应助刘老哥6采纳,获得10
12秒前
Yrzyc应助钱念波采纳,获得10
13秒前
14秒前
寒冷不言完成签到,获得积分10
14秒前
安静的幻儿完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
慧慧完成签到,获得积分10
16秒前
luk完成签到,获得积分20
16秒前
是奶柚啊发布了新的文献求助10
16秒前
ym发布了新的文献求助10
16秒前
小雪完成签到 ,获得积分10
16秒前
科研通AI6.3应助箴琪采纳,获得10
17秒前
18秒前
changnan发布了新的文献求助10
18秒前
端庄念桃发布了新的文献求助20
18秒前
Jiangpeng完成签到,获得积分10
19秒前
隐形曼青应助LJL采纳,获得10
19秒前
Murray发布了新的文献求助10
20秒前
周杰完成签到,获得积分10
20秒前
缥缈夏寒发布了新的文献求助30
21秒前
21秒前
宝小静完成签到,获得积分10
22秒前
Serein完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
刘老哥6发布了新的文献求助10
24秒前
ai zs发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
生动枫完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 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 6476541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8278824
关于积分的说明 17655239
捐赠科研通 5558447
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2910586
邀请新用户注册赠送积分活动 1887554
关于科研通互助平台的介绍 1740741