Surface-Oxidized Titanium Sulfide Nanoparticles As a Conductive Polysulfide Scavenger for a High Performance Lithium-Sulfur Battery
Notice bibliographique
Résumé
Theoretically, a solid redox pair of Li and S can be used for energy storage devices with high specific capacity and energy density using low-cost sulfur as the active material, making it one of the most promising candidates to replace conventional lithium ion batteries. However, the practical use of Li-S battery is hindered by persistent issues regarding the formation of soluble polysulfides (PS) during electrochemical cycles and their shuttling effect. In order to minimize the irreversible loss of the active material from the cathode and its subsequent deposition on the anode, a few noteworthy efforts have been reported, including insertion of a protection layer or addition of a functional agent that can adsorb PS on the cathode side. In this work, we report conductive titanium(III) sulfide (Ti 2 S 3 ) nanoparticles, synthesized using a simple radio frequency (RF)-powered induction thermal plasma method, as a bifunctional material to be used in the S cathode. Ti 2 S 3 nanoparticles can provide electrical conductivity to the electrode with a smaller volume compared to conventional conducting agent carbon, while simultaneously having PS adsorption adequate to mitigate the diffusion of PS from the cathode and reduce accompanying problems. We prepared Ti 2 S 3 nanoparticles agent with improved PS adsorptivity by applying simple defect chemistry. The synthesized Ti 2 S 3 was first exposed to air to be oxidized and form S defect on its surface. The surface-oxidized Ti 2 S 3 proposed in this work shows both sufficient adsorption property to PS and electronic conductivity, and thus enhance the cyclability and areal energy density of the Li-S battery. The cyclic performance of our Li-S cell was achieved up to ~800 mAh g S -1 even after 100 cycles at relatively high S loading of 3.0 mg S cm -2 .
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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