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A dual-regulation strategy of B/N codoped cnt-encapsulated ni nanoparticles as a catalytic host and separator coating promises high-performance Li-S batteries

引用

Science China(Technological Sciences) 2022年第7期65卷 1567-1577页

作者： XIONG DongGen XU Ling XU Jian ZHANG XiangXiang LI Jia XU YuQing ZHANG Ze YU Ji YANG ZhenYu Key Laboratory of Jiangxi Province for Environment and Energy Catalysis College of ChemistryNanchang UniversityNanchang 330031China Department of Physics Nanchang UniversityNanchang 330031China

A dual-regulation strategy of adopting B/N codoped carbon nanotube-encapsulated nickel nanoparticles(ni@BNcnt) as a sulfur host and separator coating is proposed for high-performance Li-S batteries. On the cathode side, the 3D conductive network structure of ni@BNcnt is favorable for high sulfur utilization, and the collaboration between polar metal ni nanoparticles(NPs) and doped B/N elements facilitates the chemical adsorption of Li polysulfides(Li PSs). In addition, these metal ni NPs exhibit a satisfactory catalytic effect on the polysulfide conversion. Moreover, using the ni@BNcnt interlayer can further capture the soluble Li PSs, make them convert quickly, and prevent them from diffusing toward the anode side. The Li-S batteries simultaneously equipped with a S/ni@BNcnt cathode and ni@BNcnt interlayer show high reversible capacity and good cycle stability. Additionally, even at a sulfur loading of 3.5 mg cm;and an electrolyte/sulfur ratio of 3 μL mg;, excellent battery performance can be achieved. We believe that this work offers a new strategy based on combining a catalytic host and separator coating to construct high-efficiency Li-S batteries.

关键词： Li-S batteries cnt-encapsulated ni catalysts dual-regulation strategy catalytic host separator coating

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