Regulating Fe Aggregation State via Unique FeNV Pre‐Coordination to Optimize the Adsorption‐Catalysis Effect in High‐Performance Lithium‐Sulfur Batteries

硫黄 材料科学 催化作用 吸附 化学工程 化学吸附 分解 纳米颗粒 锂(药物) 介孔材料 动力学 相(物质) 无机化学 纳米技术 化学 物理化学 有机化学 冶金 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Lubin Yang,Xiaowei Wang,Xiaomin Cheng,Yongzheng Zhang,Cheng Ma,Yayun Zhang,Jitong Wang,Wenming Qiao,Licheng Ling
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (38) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adfm.202303705
摘要

Abstract Lithium‐sulfur batteries (LSBs) suffer from uncontrollable shuttling behavior of lithium polysulfides (LiPSs: Li 2 S x , 4 ≤ x ≤8) and the sluggish reaction kinetics of bidirectional liquid‐solid transformations, which are commonly coped through a comprehensive adsorption‐catalysis strategy. Herein, a unique FeNV pre‐coordination is introduced to regulate the content of “dissociative Fe 3+ ” in liquid phase, realizing the successful construction of N‐doped micro‐mesoporous “urchin‐like” hollow carbon nanospheres decorated with single atom Fe‐N 4 sites and VN nanoparticles (denoted as SA‐Fe/VN@NMC). The strong chemisorption ability toward LiPSs and catalyzed Li 2 S decomposition behavior on VN, along with the boosted reaction kinetics for sulfur reduction on SA‐Fe sites are experimentally and theoretically evidenced. Moreover, the nanoscale‐neighborhood distribution of VN and SA‐Fe active sites presents synergistic effect for the anchoring‐reduction‐decomposition process of sulfur species. Thus SA‐Fe/VN@NMC presents an optimized adsorption‐catalysis effect for the whole sulfur conversion. Therefore, the SA‐Fe/VN@NMC based Li‐S cells exhibit high cyclic stability (a low decay of 0.024% per cycle over 700 cycles at 1 C, sulfur content: 70 wt%) and considerable rate performance (683.2 mAh g −1 at 4 C). Besides, a high areal capacity of 5.06 mAh cm −2 is retained after 100 cycles under the high sulfur loading of 5.6 mg cm −2 . This work provides a new perspective to design the integrated electrocatalysts comprising hetero‐formed bimetals 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
3233129092发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
ciky发布了新的文献求助10
刚刚
儒雅的柠檬完成签到,获得积分10
2秒前
ywx发布了新的文献求助10
2秒前
研友_VZG7GZ应助空域采纳,获得10
2秒前
3秒前
小马甲应助maymei采纳,获得30
3秒前
aaaaarfv发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
6秒前
科研通AI5应助Delia采纳,获得10
7秒前
xx完成签到 ,获得积分10
8秒前
高飞发布了新的文献求助10
8秒前
尘间雪完成签到,获得积分10
9秒前
lshl2000发布了新的文献求助10
9秒前
dy完成签到,获得积分10
10秒前
纪飞松发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
今后应助weixiaosi采纳,获得10
13秒前
ciky完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
shin0324完成签到,获得积分10
15秒前
脑洞疼应助空域采纳,获得10
15秒前
雪原白鹿发布了新的文献求助10
15秒前
lshl2000完成签到,获得积分10
16秒前
李健应助初心采纳,获得10
16秒前
悟空完成签到,获得积分10
18秒前
刘~完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
xsy发布了新的文献求助30
20秒前
21秒前
newyear发布了新的文献求助10
22秒前
科研阿白完成签到 ,获得积分10
22秒前
蓝白胖次哇完成签到,获得积分10
22秒前
CipherSage应助ywx采纳,获得10
23秒前
23秒前
25秒前
26秒前
孤山庙一霸完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
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 3783663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3328848
关于积分的说明 10238905
捐赠科研通 3044253
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670861
邀请新用户注册赠送积分活动 799939
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759171