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Adv. Mater.：Fe-N配位結(jié)構(gòu)助力鋰硫電池快速氧化還原轉(zhuǎn)化

關(guān)鍵的缺點(diǎn)，包括氧化還原動(dòng)力學(xué)遲緩和多硫化物（Li₂S_n，n = 4–8）的不良穿梭，嚴(yán)重惡化了高能量密度鋰硫（Li–S）電池的電化學(xué)性能。

中南大學(xué)韋偉峰教授、北京工業(yè)大學(xué)Ning Wang教授通過(guò)構(gòu)建具有雙活性中心的集成催化劑來(lái)解決這些挑戰(zhàn)，其中單原子 (SA)-Fe 和極性Fe₂N共嵌入氮摻雜石墨烯 (SA-Fe/Fe2N@NG)。

平面對(duì)稱Fe-4N配位的SA-Fe和三角錐狀Fe-3N配位的Fe₂N在這種結(jié)構(gòu)中分別表現(xiàn)出對(duì)多硫化物的協(xié)同吸附和對(duì)Li₂S_n鋰化和Li₂S脫鋰的催化選擇性。這些特性賦予SA-Fe/Fe₂N@NG改性隔膜最佳的多硫化物限制-催化能力，從而加速雙向液-固轉(zhuǎn)化（Li2Sn?Li2S），并抑制穿梭效應(yīng)。

基于SA-Fe/Fe₂N@NG隔膜的Li-S電池在1 C（純S正極，S含量：70 wt%）下循環(huán)500次后實(shí)現(xiàn)了 84.1% 的高容量保持率和并在0.1 C下獲得5.02 mAh cm^-2的高面容量（SA-Fe/Fe2N@NG支撐的S正極，S負(fù)載 = 5 mg cm^-2）。

圖1 SA-Fe/Fe2N@NG的設(shè)計(jì)策略

圖2 Li-S電池性能

Engineering Fe–N Coordination Structures for Fast Redox Conversion in Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202100171

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/11/04/3ff4cbdd95/

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