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锂硫电池(LSBs)由于其理论容量和能量密度高、成本低和环境友好而引起了广泛的研究关注。然而,多硫化锂的穿梭效应阻碍了LSBs的商业化。有效改善硫正极的电化学反应动力学仍然是一个重大挑战。

在这里,设计了具有双峰孔系统的MoN@CMK-5复合材料以电催化介导Li/S转化化学。MoN@CMK-5呈现出较大的比表面积(1012 m 2 g -1 )和两组孔径分别为3.63和3.47 nm的隧道,可 有效吸附多硫化物并加速电解质的传质 。此外,MoN 具有很高的内在催化活性,能够快速转化多硫化物。由于协同的“吸附-转化-传质”效应,电化学反应动力学得到有效增强。

因此,MoN@CMK-5/S电极在0.1 C下具有1582 mAh g -1 的初始容量,并在1 C 下循环200次后保持了658.4 mAh g -1 的可逆容量。在5 C的高电流密度下,容量为475.8 mAh g -1 ,在1000次循环期间每次循环的容量衰减低至0.027%。此外,理论计算表明,MoN@CMK-5/S对于Li 2 S分解表现出较低的活化能,并有效地抑制了多硫化物的穿梭。这项工作为高性能LSB的开发提供了新的途径。

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文献 链接

Ordered Dual-Channel Carbon Embedded with Molybdenum Nitride Catalytically Induced High-Performance Lithium-Sulfur Battery

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.134163