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Sulfurization accelerator coupled Fe_(1-x)S electrocatalyst boosting SPAN cathode performance

Nano Research 2023年第7期16卷 9231-9239页

作者： Jinlei Qin Yun Lu Rui Wang Zhizhan Li Tao Shen Deli Wang Key Laboratory of Materials Chemistry for Energy Conversion and Storage of Ministry of Education Hubei Key Laboratory of Material Chemistry and Service FailureSchool of Chemistry and Chemical EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China

Sulfurized polyacrylonitrile(SPAN)cathode exhibits improved cycling stability in carbonate electrolytes due to the existent of-S_(x)^(2-)-(2≤n≤4)***,it is still challenging for SPAN to achieve higher sulfur content,superior conductivity,and faster polysulfide conversion kinetics in ether ***,polyacrylonitrile(PAN),2-morpholinothiobenzothiazole(MBS),and FeCl_(3)coated reduced graphene oxide(rGO)were used to fabricate advanced sulfur cathode through electrospinning technology to address these *** PAN sulfuration reactions,the MBS with abundant unsaturated bonds served as the vulcanization accelerator to facilitate the formation of longer chain sulfur species(-S_(3)-/-S_(4)-)and increase the sulfur content in the SPAN electrode ***,Fe_(1-x)S is in situ converted from FeCl_(3),which acts as the electrocatalyst to promote Li_(2)S nucleation and decomposition *** a result,the Fe_(1-x)S/SPAN/rGO electrode with high sulfur loading of 2.0 mg·cm^(-2)delivers a reversible capacity of 1122 mAh·g^(-1)at 0.1 A·g^(-1).Notably,at a large current density of 5.0 A·g^(-1),the Fe_(1-x)S/SPAN/rGO electrode still displays a high specific capacity of 924 mAh·g^(-1)with an ultra-stable cycling life over 2000 *** present work provides new insights into designing of high-performance electrode materials for long-lasting Li-S batteries.

关键词： Li-S batteries electrocatalyst electrospun sulfurized polyacrylonitrile(SPAN) vulcanization accelerators

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