山东大学《Small》:锚定在石墨烯上的钼原子具有独特的配位作用,以解决锂和硫的电化学问题

这项工作为精心设计的原子分散催化剂提供了一种有效的合成方法,并揭示了局部配位环境对改善两个电极的重要影响,促进了锂硫电池的实际应用。

成果简介

山东大学熊胜林和奚宝娟课题组在《Small》期刊发表名为“Multifunctional Atomic Molybdenum on Graphene with Distinctive Coordination to Solve Li and S Electrochemistry”的论文,研究提出一种简单的面向结构的策略来有效合成一种具有独特 Mo-N2O2的新型氮掺杂石墨烯(Mo/NG)SAC-C配位结构,旨在同时管理Li-S电池中的两个电极。独特的配位构型赋予 Mo/NG 优异的内在性能,可吸附可溶性多硫化物并促进 LiPS 在正极侧的双向转化。同时,Mo/NG与锂离子的合适结合强度使其具有吸引人的亲锂特性。具体来说,Mo/NG 能够作为适配器在隔膜界面上重新分配锂离子并均匀化锂离子通量。由于与 Li +具有合适的结合能力,不会干扰锂离子的扩散,并提供锂离子独有的隧道,以产生快速且均匀的通量。由于这种独特的多功能性,由 Mo/NG 组装的 Li-S 电池表现出优异的电化学性能,包括超过 1000 次循环的长循环稳定性和高硫质量负载下的高面积容量。

图文导读

山东大学《Small》:锚定在石墨烯上的钼原子具有独特的配位作用,以解决锂和硫的电化学问题

图1、 Mo/NG的合成与结构表征

山东大学《Small》:锚定在石墨烯上的钼原子具有独特的配位作用,以解决锂和硫的电化学问题

图2、Mo/NG对阴极电催化作用的动力学研究

山东大学《Small》:锚定在石墨烯上的钼原子具有独特的配位作用,以解决锂和硫的电化学问题

图3、 Mo/NG对负极的锂枝晶抑制作用

山东大学《Small》:锚定在石墨烯上的钼原子具有独特的配位作用,以解决锂和硫的电化学问题

图4、Mo/NG@PP基LSBs的电化学性能

小结

这项工作为精心设计的原子分散催化剂提供了一种有效的合成方法,并揭示了局部配位环境对改善两个电极的重要影响,促进了锂硫电池的实际应用。

文献:https://doi.org/10.1002/smll.202203947

山东大学《Small》:锚定在石墨烯上的钼原子具有独特的配位作用,以解决锂和硫的电化学问题

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