Micro-Nano Conductive Network Structured Aramid Paper-Based Self-Supporting Cathode Enhances Cycling Stability in Lithium–Sulfur Battery

材料科学 锂硫电池 阴极 芳纶 电池(电) 纳米- 自行车 导电体 锂(药物) 纳米技术 复合材料 电气工程 医学 功率(物理) 物理 考古 量子力学 内分泌学 历史 工程类 纤维
作者
Sha Fan,Jinbao Li,Shaoyan Huang,Huijuan Xiu,Xiaoqiang Jiang,Zili Deng,Deliang Tian,Yufei Jia,Haiwei Wu,Mengxia Shen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.5c00972
摘要

Lithium–sulfur batteries (LSBs) continue to encounter significant challenges in practical applications, primarily attributed to the low electrical conductivity of the cathode active material sulfur, volume expansion during cycling and the uncontrolled shuttle effect of lithium polysulfides (LiPSs). In this work, flexible meta-aramid fibrids (AFs) were innovatively introduced, and polydopamine (PDA) was employed to effectively adhere highly conductive multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) to the AFs surface, thereby forming nanoscale conductive pathways. A wet-laid process analogous to aramid paper-making was utilized to enhance interfacial bonding between AFs and rigid carbon fibers (CFs), resulting in a self-supporting paper-based cathode material with a uniform, dense three-dimensional micronano-scale conductive network and stable structure. The porous structure between the fibers effectively alleviates sulfur's volume expansion. The polar PDA coating layer offers numerous chemical adsorption sites, which chemically anchor LiPSs and thereby more effectively suppresses the shuttle effect. The research results demonstrate that the AF@PDA-MWCNT/CF/S cathode delivers an impressive initial discharge specific capacity of 1140 mAh g–1 at a sulfur loading of 2.3 mg cm–2 and a current density of 0.2 C. After 400 cycles at a higher current density of 1 C, the single-cycle capacity fade rate is as low as 0.005%. Even at a high sulfur loading of 3.1 mg cm–2, the material still exhibits an initial discharge specific capacity of 890 mAh g–1. The AF@PDA-MWCNT/CF/S composite cathode developed in this study exhibits significant application potential and offers an approach for constructing self-supporting, paper-based cathode materials.
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
少年梦发布了新的文献求助10
刚刚
科学飞龙完成签到,获得积分10
1秒前
极品小亮完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
cxecho发布了新的文献求助10
3秒前
YHX完成签到,获得积分10
3秒前
lcj完成签到,获得积分10
3秒前
ihonest完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
peiter完成签到 ,获得积分10
5秒前
调皮万宝路完成签到,获得积分10
5秒前
asenda完成签到,获得积分0
5秒前
铁观音完成签到,获得积分10
6秒前
宋晓静完成签到,获得积分10
6秒前
美女完成签到,获得积分10
7秒前
Sunziy完成签到 ,获得积分10
7秒前
平常莹芝完成签到,获得积分10
7秒前
诚心的剑发布了新的文献求助10
7秒前
结实山水完成签到 ,获得积分10
7秒前
medzhou完成签到,获得积分10
7秒前
Csy完成签到,获得积分10
8秒前
zkai完成签到,获得积分10
8秒前
啵叽一口完成签到,获得积分10
8秒前
lee完成签到 ,获得积分10
8秒前
lxlcx完成签到,获得积分10
9秒前
北辰完成签到,获得积分10
9秒前
翊然甜周完成签到,获得积分10
9秒前
刘青铜完成签到,获得积分20
9秒前
大黄完成签到 ,获得积分10
9秒前
成就的冰绿完成签到,获得积分10
9秒前
香冢弃了残红完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
xzn1123完成签到,获得积分0
10秒前
特立独行小几吱完成签到,获得积分10
11秒前
可可完成签到,获得积分10
11秒前
JamesPei应助可靠从云采纳,获得10
12秒前
踏实啤酒完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
SY完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
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 3784938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3330274
关于积分的说明 10245276
捐赠科研通 3045590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1671719
邀请新用户注册赠送积分活动 800686
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759609