Porous and Amorphous Mn<sub><i>x</i></sub>Mo<sub>3</sub>S<sub>13</sub> Chalcogel Electrode for High-Capacity Conversion-Based Lithium-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
While Li-ion batteries (LIBs) are a leading energy storage technology, their energy densities are limited by the low capacity of conventional intercalation cathodes, driving interest in high energy-density Li–S batteries that make use of conversion chemistry. Achieving high capacity, reversibility, and cycle stability, and controlling volume changes in conversion batteries during the charge–discharge process, however, remains challenging. Here, we present a porous, amorphous, sulfide-based Mn x Mo 3 S 13 chalcogel, which concurrently offers high capacity and cycle stability. The solution-processable room temperature synthesized Mn x Mo 3 S 13 ( x = 0.25) chalcogel exhibits a local structure that resembles the Mo 3 S 13 cluster with Mn 2+ distributed across the Mo 3 S 13 matrix, as determined by synchrotron X-ray pair distribution function (PDF) and extended X-ray absorption fine structure (EXAFS). Ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations reveal that Mn 2+ incorporation shortens the polysulfide chain in the gel matrix compared to the Mo 3 S 13 chalcogel, while forming a coordination environment with disulfide groups, analogous to the experimental findings. A Li/Mn 0.25 Mo 3 S 13 half-cell delivers 897 mAh g –1 capacity during the first discharge and retains 571 mAh g –1 capacity after 100 cycles at a C/3 rate. Distribution of relaxation time (DRT) unveils a stable solid–electrolyte interphase (SEI) formation upon cycling that enables charge–discharge reversibility. Here, the enhanced capacity retention and cycle stability compared to those of the Li/Mo 3 S 13 cell are attributed to the reduced dissolution of active mass into the electrolyte, facilitated by the formation of shorter polysulfide chains within the Mn 0.25 Mo 3 S 13 structure and the strong affinity of Lewis-acidic Mn 2+ for polysulfide anions generated during the charge–discharge process of the Li/Mn 0.25 Mo 3 S 13 cell. Thus, this work illustrates a design principle of material for high-capacity and cycle-stable Li-metal sulfide batteries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».