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Increasing sulfur utilization in lithium-sulfur batteries by a Co-MOF-74@MWCNT interlayer

Journal of Energy Chemistry 2021年第9期30卷 186-193页

作者： SiHyeon Sung Byung Hyuk Kim SeungTaek Lee sanghyeon choi Woo Young Yoon Department of Materials Science and Engineering Korea University15GaAnam-dongSungbuk-GuSeoul 136-701Republic of Korea

To improve lithium-sulfur battery performance,Co-MOF-74 has been applied for the first time as an interlayer with multiwalled carbon nanotubes(MWCNTs).Co-MOF-74@MWCNT was synthesized using a solvothermal method.The fabrication of Co-MOF-74@MWCNT was confirmed by scanning electron microscopy,X-ray diffraction,thermogravimetric analysis,and Brunauer-Emmett-Teller testing.The interlayer was fabricated using a filtration method.Assembled batteries were prepared using a CoMOF-74@MWCNT interlayer and an MWCNT interlayer and subsequently investigated via cyclic voltammetry tests.Co-MOF-74 promotes a redox reaction and shows a small peak at 1.85 V.A symmetric and full cell test revealed that the Co-MOF-74@MWCNT cell enables a faster redox reaction and higher capacity than that of the MWCNT cell.After 15 cycles,the Co-MOF-74@MWCNT cell achieved a value of 1112 mAh g^(-1),which is 26% greater than that of the MWCNT cell(880 mAh g^(-1)) at 0.2 C.Voltage profile testing showed that the reason for the higher capacity of the Co-MOF-74@MWCNT cell is that it promotes the conversion of Li_(2)S_(2) to Li_(2)S.Various electrochemical analyses confirmed that the Co-MOF-74@MWCNT interlayer acts not only as a physical and chemical barrier but also promotes the transformation of Li_(2)S_(2) to Li_(2)S.

关键词： Li-S battery Shuttling effect Interlayer Sulfur utilization Co-MOF-74

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