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Conductive metal-organic frameworks promoting polysulfides transformation in lithium-sulfur batteries

Journal of Energy Chemistry 2021年第12期30卷 336-343,I0008页

作者： Shuai Wang Fanyang Huang Zhengfeng Zhang Wenbin Cai Yulin Jie Shiyang Wang Pengfei Yan Shuhong Jiao Ruiguo Cao Hefei National Laboratory for Physical Science at the Microscale Department of Material Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of ChinaHefei 230026AnhuiChina Beijing Key Laboratory of Microstructure and Properties of Solids Faculty of Materials and ManufacturingBeijing University of TechnologyBeijing 100124China

Metal organic frameworks(MOFs) have been extensively investigated in Li-S batteries owing to high surface area, adjustable structures and abundant catalytic sites. Nevertheless, the insulating nature of traditional MOFs render retarded kinetics of polysulfides conversion, leading to insufficient utilization of sulfur. In comparison, conductive MOFs(c-MOFs) show great potential for promoting polysulfides transformation due to superb electronic conductivity. In this work, a nickel-catecholates based c-MOF, nihhtp(hhtp = 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene), is designed to regulate surface chemistry of self-supported carbon paper for advanced Li-S batteries. Taking advantage of the porous structure and high conductivity, the as-prepared ni-hhtp is conducive to synergising strengthening the chemisorption of polysulfides and accelerating the reaction kinetics in Li-S batteries, significantly mitigating the polysulfides diffusion from the non-encapsulated sulfur cathode, therefore promoting polysulfides transformation in Li-S batteries. This work points out a promising modification strategy for developing advanced sulfur cathode in Li-S batteries.

关键词： Li-S batteries Conductive metal-organic framework Surface modification ni-hhtp

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