The bond evolution mechanism of covalent sulfurized carbon during electrochemical sodium storage process

硫黄 共价键 电化学 材料科学 碳纤维 氧化还原 钠离子电池 化学工程 无机化学 钠 电极 化学 有机化学 复合数 冶金 物理化学 工程类 复合材料 法拉第效率
作者
Tianjing Wu,Chenyang Zhang,Guoqiang Zou,Jiugang Hu,Limin Zhu,Xiaoyu Cao,Hongshuai Hou,Xiaobo Ji
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Science+Business Media]
卷期号:62 (8): 1127-1138 被引量:64
标识
DOI:10.1007/s40843-019-9418-8
摘要

The excellent energy storage performance of covalent sulfur-carbon material has gradually attracted great interest. However, in the electrochemical sodium storage process, the bond evolution mechanism remains an elusive topic. Herein, we develop a one-step annealing strategy to achieve a high covalent sulfur-carbon bridged hybrid (HCSC) utilizing phenylphosphinic acid as the carbon-source/catalyst and sodium sulfate as the sulfur-precursor/salt template, in which the sulfur mainly exists in the forms of C–S–C and C–S–S–C. Notably, most of the bridge bonds are electrochemically cleaved when the cycling voltage is lower than 0.6 V versus Na/Na+, leading to the appearance of two visible redox peaks in the following cyclic voltammogram (CV) tests. The in-situ and ex-situ characterizations demonstrate that S2− is formed in the reduction process and the carbon skeleton is concomitantly and irreversibly isomerized. Thus, the cleaved sulfur and isomerized carbon could jointly contribute to the sodium storage in 0.01–3.0 V. In a Na-S battery system, the activated HCSC in cut off voltage window of 0.6–2.8 V achieves a high reversible capacity (770 mA h g−1 at 300 mA g−1). This insight reveals the charge storage mechanism of sulfur-carbon bridged hybrid and provides an improved enlightenment on the interfacial chemistry of electrode materials.

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
xiaodoubilss完成签到 ,获得积分10
刚刚
小时完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
小王完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
sufu_jony的应助被王大锤采纳,获得10
刚刚
ZTY发布了新的文献求助10
1秒前
太渊完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
nexara发布了新的文献求助10
1秒前
蓝悠完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Iningold发布了新的文献求助10
2秒前
Leel发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
cc完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
lgh发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
SRAST完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Ava的应助被Asuka采纳,获得10
6秒前
余弦发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人的应助被wblydz采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
学术雷锋的应助被华东小可爱采纳,获得10
8秒前
俭朴的雨安完成签到,获得积分10
8秒前
cxh发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
concentrate发布了新的文献求助10
9秒前
学术雷锋的应助被隐形冬寒采纳,获得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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8080192
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9496642
关于积分的说明 21395470
捐赠科研通 7648408
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3401150
关于科研通互助平台的介绍 2530491
邀请新用户注册赠送积分活动 2439935