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zno/zns heterostructure in N-doped porous carbon for anchoring-diffusion-conversion of polysulfides for high-performance lithium-sulfur batteries

引用

Rare Metals 2024年第8期43卷 3661-3676页

作者： Fei Wang Rong-Wei Huang Wen-Chang Han Chun-Man Yang Wen-Hao Yang Peng Dong Chao-Ling Wu Yi-Yong Zhang Xue Li Ying-Jie Zhang National Local Joint Engineering Research Center for LithiumIon Batteries and Materials Preparation Technology Key Laboratory of Advanced Batteries Materials of Yunnan ProvinceFaculty of Metallurgical and Energy EngineeringKunming University of Science and TechnologyKunming 650093China Engineering Research Center of Alternative Energy Materials and Devices Sichuan UniversityMinistry of EducationChengdu 610065China

The shuttle effect of polysulfides is one of the key factors hindering the commercialization of lithiumsulfur batteries(LSBs).Owing to their high conductivity and advantageous structure,heterostructures can be used in sulfur fixation and catalysis of *** this study,a flower-shaped zno/zns heterostructure on a nitrogendoped porous carbon(NPC) sulfur host was *** zno/zns heterostructure regulates the electronic structure of the material and exhibits higher metal-like ***,the zno/zns heterostructure combines the strong adsorption property of zno and the high catalytic ability of zns to realize the anchoring-diffusionconversion of lithium poly sulfides(LiPSs).Results reveal that the developed zno/zns@NPC/S cathode has excellent electrochemical performance in LSBs,achieving a high discharge specific capacity of 1365.3 mAh·g^(-1) at 0.1C and excellent rate capability(719 mAh·g^(-1) at 2C;the capacity decay rate is only 0.042% per cycle after 1000 cycles).Even under a high sulfur loading-E/S(electrolyte/sulfur)ratio of 5.1 mg·cm^(-2)-6 μl·mg^(-1),a high specific capacity of 723.7 mAh·g^(-1) is maintained after 60 *** study provides a new strategy for a multifunctional sulfur host that can effectively alleviate the shuttle effect of LiPSs and improve the utilization of sulfur active substances.

关键词： zno/zns heterostructure Lithium-sulfur batteries Density functional theory Anchor Conversion

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