Cobalt in Nitrogen-Doped Graphene as Single-Atom Catalyst for High-Sulfur Content Lithium–Sulfur Batteries

化学 硫黄 双功能 重量分析 电催化剂 催化作用 电化学 石墨烯 无机化学 氮气 化学工程 碳纤维 电极 锂(药物) 复合数 物理化学 有机化学 材料科学 内分泌学 复合材料 工程类 医学
作者
Zhenzhen Du,Xingjia Chen,Wei Hu,Cheng‐Hao Chuang,Shuai Xie,Ajuan Hu,Wensheng Yan,Xianghua Kong,Xiaojun Wu,Hengxing Ji,Li‐Jun Wan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:141 (9): 3977-3985 被引量:1267
标识
DOI:10.1021/jacs.8b12973
摘要

Because of their high theoretical energy density and low cost, lithium–sulfur (Li–S) batteries are promising next-generation energy storage devices. The electrochemical performance of Li–S batteries largely depends on the efficient reversible conversion of Li polysulfides to Li2S in discharge and to elemental S during charging. Here, we report on our discovery that monodisperse cobalt atoms embedded in nitrogen-doped graphene (Co–N/G) can trigger the surface-mediated reaction of Li polysulfides. Using a combination of operando X-ray absorption spectroscopy and first-principles calculation, we reveal that the Co–N–C coordination center serves as a bifunctional electrocatalyst to facilitate both the formation and the decomposition of Li2S in discharge and charge processes, respectively. The S@Co–N/G composite, with a high S mass ratio of 90 wt %, can deliver a gravimetric capacity of 1210 mAh g–1, and it exhibits an areal capacity of 5.1 mAh cm–2 with capacity fading rate of 0.029% per cycle over 100 cycles at 0.2 C at S loading of 6.0 mg cm–2 on the electrode disk.
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
4秒前
院子完成签到,获得积分10
5秒前
斯文败类应助杨gj采纳,获得10
5秒前
贝木泥舟关注了科研通微信公众号
8秒前
小屁孩发布了新的文献求助10
9秒前
星辰大海应助谢富杰采纳,获得30
9秒前
活力雁枫完成签到,获得积分10
10秒前
路漫漫其修远兮完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
负责的方盒完成签到,获得积分10
13秒前
yusuf完成签到,获得积分10
13秒前
Aaron发布了新的文献求助10
16秒前
bkagyin应助哈哈采纳,获得10
16秒前
bigheadear完成签到,获得积分10
16秒前
Aaron完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
活力听兰完成签到,获得积分10
22秒前
916应助Tumbleweed668采纳,获得10
23秒前
共享精神应助Tumbleweed668采纳,获得10
23秒前
金木木完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
烟花应助Birdy采纳,获得10
27秒前
27秒前
28秒前
DONNYTIO发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
哈哈完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
zho发布了新的文献求助10
31秒前
认真的雪完成签到,获得积分10
36秒前
感谢大哥的帮助完成签到 ,获得积分10
37秒前
张怡博发布了新的文献求助10
37秒前
wenwenwang完成签到 ,获得积分10
37秒前
三年不洗澡完成签到 ,获得积分10
38秒前
ZZY完成签到 ,获得积分10
40秒前
li完成签到 ,获得积分10
42秒前
lixuegang完成签到,获得积分10
42秒前
candice624完成签到 ,获得积分10
46秒前
chandlerwong完成签到,获得积分10
46秒前
归羽发布了新的文献求助10
47秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Fashion Brand Visual Design Strategy Based on Value Co-creation 350
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 3777801
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323321
关于积分的说明 10213817
捐赠科研通 3038554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667549
邀请新用户注册赠送积分活动 798161
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758275