Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Dual-Functional MgO Nanocrystals Satisfying Both Polysulfides and Li Regulation toward Advanced Lithium−Sulfur Full Batteries
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2021-09-22 , DOI: 10.1002/smll.202103744 Peng Wang 1 , Baojuan Xi 1 , Zhengchunyu Zhang 1 , Ning Song 1 , Weihua Chen 2 , Jinkui Feng 3 , Shenglin Xiong 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2021-09-22 , DOI: 10.1002/smll.202103744 Peng Wang 1 , Baojuan Xi 1 , Zhengchunyu Zhang 1 , Ning Song 1 , Weihua Chen 2 , Jinkui Feng 3 , Shenglin Xiong 1
Affiliation
|
Lithium–sulfur battery (LSB) is regarded as a preferential option for next-generation energy-storage system, but the lithium polysulfides (LiPSs) shuttling effect and the uncontrollable growth of dendritic Li in the anode impede its commercial viability. To address both of the issues simultaneously, a well-designed hybrid of MgO ultrafine nanocrystals dispersed on graphene-supported carbon nanosheets (MCG) is developed via a facile self-template strategy as dual-functional host for both sulfur and lithium. Relying on the coordination of strong LiPS-capturing capability, the shuttling effect is inhibited. Furthermore, the lithiophilic configuration with high specific surface area induce homogenous Li deposition, thus preventing the formation of disordered lithium dendrite. Integrating all these advantages, a full cell based on S@MCG cathode and Li@MCG@Cu anode exhibits a stable capacity at 0.5 C for 150 cycles with a low capacity fading rate. Furthermore, the full cell achieves a high capacity retention of 85.5% at a high S areal loading of 3.82 mg cm−2 under the condition of a low electrolyte/sulfur ratio (E/S) of 6.5 µL mg−1 and negative/positive capacity ratio (N/P) of 3. This strategy satisfying both cathode and anode host provides a viable approach to realize high-energy-density and dendrite-free LSBs.
中文翻译：
双功能氧化镁纳米晶体满足多硫化物和锂对先进锂硫全电池的调节
锂硫电池（LSB）被认为是下一代储能系统的首选，但多硫化锂（LiPSs）穿梭效应和负极枝晶状锂的不可控生长阻碍了其商业可行性。为了同时解决这两个问题，通过简单的自模板策略开发了一种精心设计的分散在石墨烯支撑的碳纳米片 (MCG) 上的 MgO 超细纳米晶体混合物，作为硫和锂的双功能主体。依靠强大的LiPS捕获能力的协调，抑制了穿梭效应。此外，具有高比表面积的亲锂构型可诱导均匀的锂沉积，从而防止无序锂枝晶的形成。综合所有这些优势，基于 S@MCG 正极和 Li@MCG@Cu 负极的全电池在 0.5 C 下表现出稳定的容量 150 次循环，且容量衰减率较低。此外，全电池在 3.82 mg cm 的高 S 面积负载下实现了 85.5% 的高容量保持率-2在 6.5 µL mg -1的低电解质/硫比 (E/S)和 3 的负/正容量比 (N/P) 的条件下。这种满足正极和负极主体的策略提供了一种可行的方法实现高能量密度和无枝晶的 LSB。
更新日期：2021-11-04
中文翻译：
双功能氧化镁纳米晶体满足多硫化物和锂对先进锂硫全电池的调节
锂硫电池（LSB）被认为是下一代储能系统的首选，但多硫化锂（LiPSs）穿梭效应和负极枝晶状锂的不可控生长阻碍了其商业可行性。为了同时解决这两个问题，通过简单的自模板策略开发了一种精心设计的分散在石墨烯支撑的碳纳米片 (MCG) 上的 MgO 超细纳米晶体混合物，作为硫和锂的双功能主体。依靠强大的LiPS捕获能力的协调，抑制了穿梭效应。此外，具有高比表面积的亲锂构型可诱导均匀的锂沉积，从而防止无序锂枝晶的形成。综合所有这些优势，基于 S@MCG 正极和 Li@MCG@Cu 负极的全电池在 0.5 C 下表现出稳定的容量 150 次循环，且容量衰减率较低。此外，全电池在 3.82 mg cm 的高 S 面积负载下实现了 85.5% 的高容量保持率-2在 6.5 µL mg -1的低电解质/硫比 (E/S)和 3 的负/正容量比 (N/P) 的条件下。这种满足正极和负极主体的策略提供了一种可行的方法实现高能量密度和无枝晶的 LSB。
京公网安备 11010802027423号