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Lychee-like TiO2@TiN dual-function composite material for lithium–sulfur batteries
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-1-15 , DOI: 10.1039/c9ra09534a Wei Xu 1 , Huimei Pang 1 , Heliang Zhou 1 , Zhixu Jian 1 , Riming Hu 1 , Yalan Xing 1 , Shichao Zhang 1
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-1-15 , DOI: 10.1039/c9ra09534a Wei Xu 1 , Huimei Pang 1 , Heliang Zhou 1 , Zhixu Jian 1 , Riming Hu 1 , Yalan Xing 1 , Shichao Zhang 1
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Lithium–sulfur (Li–S) batteries are promising candidates for next generation rechargeable batteries because of their high energy density of 2600 W h kg−1. However, the insulating nature of sulfur and Li2S, the “shuttle effect” of lithium polysulfides (LiPSs), and the volumetric change of sulfur electrodes limit the practical application of Li–S batteries. Here, lychee-like TiO2@TiN hollow spheres (LTTHS) have been developed that combine the advantages of high adsorption TiO2 and high conductivity TiN to achieve smooth adsorption/spread/conversion of LiPSs and use them as a sulfur host material in Li–S batteries for the first time. The cathode exhibits an initial specific capacity of 1254 mA h g−1 and a reversible capacity of 533 mA h g−1 after 500 cycles at 0.2C, which corresponds to an average coulombic efficiency up to 99%. The cell with the LTTHS@S cathode achieved an extended lifespan of over 1000 cycles. Such good performance can be assigned to the good adsorption and catalysis of the dual-function TiO2@TiN composite. This work proved that the TiO2@TiN composite can be an attractive matrix for sulfur cathodes.
中文翻译：
锂硫电池用荔枝状TiO2@TiN双功能复合材料
锂硫 (Li-S) 电池因其 2600 W h kg -1的高能量密度而成为下一代可充电电池的有希望的候选者。然而，硫和Li 2 S的绝缘性、多硫化锂（LiPSs）的“穿梭效应”以及硫电极的体积变化限制了Li-S电池的实际应用。在这里，我们开发了荔枝状 TiO 2 @TiN 空心球 (LTTHS)，它结合了高吸附 TiO 2和高电导 TiN 的优点，实现了 LiPS 的平滑吸附/扩散/转化，并将其用作 Li 中的硫主体材料-S 电池首次亮相。阴极的初始比容量为 1254 mA hg -1在 0.2C 下循环 500 次后的可逆容量为 533 mA hg -1，这对应于高达 99% 的平均库伦效率。采用 LTTHS@S 阴极的电池实现了超过 1000 次循环的延长寿命。这种良好的性能可以归因于双功能TiO 2 @TiN复合材料的良好吸附和催化作用。这项工作证明了 TiO 2 @TiN 复合材料可以成为硫阴极的有吸引力的基质。
更新日期：2020-01-15
中文翻译：
锂硫电池用荔枝状TiO2@TiN双功能复合材料
锂硫 (Li-S) 电池因其 2600 W h kg -1的高能量密度而成为下一代可充电电池的有希望的候选者。然而，硫和Li 2 S的绝缘性、多硫化锂（LiPSs）的“穿梭效应”以及硫电极的体积变化限制了Li-S电池的实际应用。在这里，我们开发了荔枝状 TiO 2 @TiN 空心球 (LTTHS)，它结合了高吸附 TiO 2和高电导 TiN 的优点，实现了 LiPS 的平滑吸附/扩散/转化，并将其用作 Li 中的硫主体材料-S 电池首次亮相。阴极的初始比容量为 1254 mA hg -1在 0.2C 下循环 500 次后的可逆容量为 533 mA hg -1，这对应于高达 99% 的平均库伦效率。采用 LTTHS@S 阴极的电池实现了超过 1000 次循环的延长寿命。这种良好的性能可以归因于双功能TiO 2 @TiN复合材料的良好吸附和催化作用。这项工作证明了 TiO 2 @TiN 复合材料可以成为硫阴极的有吸引力的基质。
京公网安备 11010802027423号