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16.10.2017 | Energy materials | Ausgabe 4/2018

Journal of Materials Science 4/2018

Hierarchical 3D nitrogen and phosphorous codoped graphene/carbon nanotubes–sulfur composite with synergistic effect for high performance of lithium–sulfur batteries

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 4/2018
Autoren:
Maru Dessie Walle, Zhifeng Zhang, Mengyuan Zhang, Xiaolong You, Yajuan Li, You-Nian Liu
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s10853-017-1678-1) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Lithium–sulfur battery has been considered as a promising electrochemical energy storage system based on its theoretical energy density. However, its practical application is hindered by poor conductivity of sulfur and the shuttle effect. Herein, a hierarchical three-dimensional nitrogen and phosphorous codoped graphene and carbon nanotubes with 70 wt% of sulfur content (N, P codoped G/CNTs-S70) composite was prepared using melamine phosphate as a single precursor of N and P. The simultaneous introduction of N and P creates high active sites on the G/CNTs backbones, restricts the detachments of sulfur from the host G/CNTs, and induces strong chemical adsorption of the dissolution of lithium polysulfides. The as-prepared N, P codoped G/CNTs-S70 composite delivers a high initial discharge capacity of 1550 mA h g−1 and retains a capacity of 735 mA h g−1 after 200 cycles at 0.5  C. This is a significant improvement in the rate capability and cycling stability compared with the un-doped G/CNTs-S70 cathode. This simple strategy with single precursor offers promising electrochemical properties for Li–S batteries.

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Zusatzmaterial
Supplementary material 1 (DOCX 7674 kb)
10853_2017_1678_MOESM1_ESM.docx
Literatur
Über diesen Artikel

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