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The design of Co_(3)S_(4)@MXene heterostructure as sulfur host to promote the electrochemical kinetics for reversible magnesium-sulfur batteries

引用

Journal of Magnesium and Alloys 2021年第1期9卷 78-89页

作者： Qiannan Zhao Ronghua Wang Yuxin Zhang Guangsheng Huang Bin Jiang Chaohe Xu Fusheng Pan College of Aerospace Engineering Chongqing UniversityChongqing 400044China College of Materials Science and Engineering Chongqing UniversityChongqing 400044China National Engineering Research Center for Magnesium Alloys Chongqing UniversityChongqing 400044China State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructures Shanghai 200050China

The rechargeable mg-S batteries are attractive because of their resource abundances of mg and S,high volumetric energy density,and less dendrite property of mg ***,the development is barred by the intrinsic low electronic conductivity of S and the discharge products as well as the lack of understanding the hidden electrochemical ***,a Co_(3)S_(4)@MXene heterostructure is proposed as effective sulfur host for reversible mg-S *** results and density functional theory(DFT)calculation confirm that the chemical interaction between the decorated Co_(3)S_(4)nanocrystals host and polysulfide intermediates could well absorb and catalyze the polysulfides conversion,thus improve the electrochemical redox ***,the MXene matrix could promote mg ion diffusion dynamics *** a result,the developed mg-S batteries using the Co_(3)S_(4)@MXene-S as the cathode material could demonstrate high sulfur utilization with specific capacity of 1220 mAh g^(-1) and retain a capacity of 528 mAh g^(-1) after 100 cycles,together with a satisfactory rate performance even at 2 *** work shed light on the advanced cathode design for reversible high energy mg-S batteries.

关键词： Magnesium sulfur batteries MXene Co_(3)S_(4) Electrochemical sulfur conversion mg ion diffusion

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