Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Rational Construction of Fe2N@C Yolk-Shell Nanoboxes as Multifunctional Hosts for Ultralong Lithium-Sulfur Batteries.
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-10-10 , DOI: 10.1021/acsnano.9b06629 Weiwei Sun 1 , Chang Liu 1 , Yujie Li 1 , Shiqiang Luo 1 , Shuangke Liu 1 , Xiaobin Hong 1 , Kai Xie 1 , Yumin Liu 2 , Xiaojian Tan 3 , Chunman Zheng 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-10-10 , DOI: 10.1021/acsnano.9b06629 Weiwei Sun 1 , Chang Liu 1 , Yujie Li 1 , Shiqiang Luo 1 , Shuangke Liu 1 , Xiaobin Hong 1 , Kai Xie 1 , Yumin Liu 2 , Xiaojian Tan 3 , Chunman Zheng 1
Affiliation
|
Rationally constructing inexpensive sulfur hosts that have high electronic conductivity, large void space for sulfur, strong chemisorption, and rapid redox kinetics to polysulfides is critically important for their practical use in lithium-sulfur (Li-S) batteries. Herein, we have designed a multifunctional sulfur host based on yolk-shelled Fe2N@C nanoboxes (Fe2N@C NBs) through a strategy of etching combined with nitridation for high-rate and ultralong Li-S batteries. The highly conductive carbon shell physically confines the active material and provides efficient pathways for fast electron/ion transport. Meanwhile, the polar Fe2N core provides strong chemical bonding and effective catalytic activity for polysulfides, which is proved by density functional theory calculations and electrochemical analysis techniques. Benefiting from these merits, the S/Fe2N@C NBs electrode with a high sulfur content manifests a high specific capacity, superior rate capability, and long-term cycling stability. Specifically, even after 600 cycles at 1 C, a capacity of 881 mAh g-1 with an average fading rate of only 0.036% can be retained, which is among the best cycling performances reported. The strategy in this study provides an approach to the design and construction of yolk-shelled iron-based compounds@carbon nanoarchitectures as inexpensive and efficient sulfur hosts for realizing practically usable Li-S batteries.
中文翻译：
合理构建Fe2N @ C卵黄壳纳米盒作为超长锂硫电池多功能主机。
合理地构建廉价的硫主体，使其具有高的电子电导率，大的硫空隙空间，强的化学吸附性以及对多硫化物的快速氧化还原动力学，对于它们在锂硫（Li-S）电池中的实际应用至关重要。在本文中，我们通过蚀刻与氮化结合的策略，针对高倍率和超长Li-S电池，设计了一种基于蛋黄壳Fe2N @ C纳米盒（Fe2N @ C NBs）的多功能硫基质。高导电性碳壳在物理上限制了活性材料，并为快速的电子/离子传输提供了有效的途径。同时，极性Fe2N核对多硫化物具有很强的化学键合和有效的催化活性，这已通过密度泛函理论计算和电化学分析技术得到证明。受益于这些优点，硫含量高的S / Fe2N @ C NBs电极表现出高的比容量，优异的倍率性能和长期循环稳定性。具体而言，即使在1 C下进行600次循环后，仍可保留881 mAh g-1的容量，平均衰落率仅为0.036％，这是报告的最佳循环性能之一。这项研究中的策略为蛋黄壳的铁基化合物@碳纳米结构提供了一种设计和构建蛋壳的途径，作为实现实际可用的Li-S电池的廉价而有效的硫主体。这是报告的最佳骑行表现之一。这项研究中的策略为蛋黄壳的铁基化合物@碳纳米结构提供了一种设计和构建蛋壳的途径，作为实现实际可用的Li-S电池的廉价而有效的硫主体。这是报告的最佳骑行表现之一。这项研究中的策略为蛋黄壳的铁基化合物@碳纳米结构提供了一种设计和构建蛋壳的途径，作为实现实际可用的Li-S电池的廉价而有效的硫主体。
更新日期：2019-10-10
中文翻译：
合理构建Fe2N @ C卵黄壳纳米盒作为超长锂硫电池多功能主机。
合理地构建廉价的硫主体，使其具有高的电子电导率，大的硫空隙空间，强的化学吸附性以及对多硫化物的快速氧化还原动力学，对于它们在锂硫（Li-S）电池中的实际应用至关重要。在本文中，我们通过蚀刻与氮化结合的策略，针对高倍率和超长Li-S电池，设计了一种基于蛋黄壳Fe2N @ C纳米盒（Fe2N @ C NBs）的多功能硫基质。高导电性碳壳在物理上限制了活性材料，并为快速的电子/离子传输提供了有效的途径。同时，极性Fe2N核对多硫化物具有很强的化学键合和有效的催化活性，这已通过密度泛函理论计算和电化学分析技术得到证明。受益于这些优点，硫含量高的S / Fe2N @ C NBs电极表现出高的比容量，优异的倍率性能和长期循环稳定性。具体而言，即使在1 C下进行600次循环后，仍可保留881 mAh g-1的容量，平均衰落率仅为0.036％，这是报告的最佳循环性能之一。这项研究中的策略为蛋黄壳的铁基化合物@碳纳米结构提供了一种设计和构建蛋壳的途径，作为实现实际可用的Li-S电池的廉价而有效的硫主体。这是报告的最佳骑行表现之一。这项研究中的策略为蛋黄壳的铁基化合物@碳纳米结构提供了一种设计和构建蛋壳的途径，作为实现实际可用的Li-S电池的廉价而有效的硫主体。这是报告的最佳骑行表现之一。这项研究中的策略为蛋黄壳的铁基化合物@碳纳米结构提供了一种设计和构建蛋壳的途径，作为实现实际可用的Li-S电池的廉价而有效的硫主体。
京公网安备 11010802027423号