Carbon confinement synthesis of interlayer-expanded and sulfur-enriched MoS2+x nanocoating on hollow

来源 :纳米研究(英文版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mddh9666
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High energy density and low-cost lithium-sulfur batteries have been considered as one of the most promising candidates for next-generation energy storage systems.However,the intrinsic problems of the sulfur cathode severely restrict their further practical application.Here,a unique double-shell architecture composed of hollow carbon spheres@interlayer-expanded and sulfur-enriched MoS2+x nanocoating composite has been developed as an efficient sulfur host.A uniform precursor coating derived from heteropolyanions-induced polymerization of pyrrole leads to space confinement effect during the in-situ sulfurization process,which generates the interlayer-expanded and sulfur-enriched MoS2+x nanosheets on amorphous carbon hollow spheres.This new sulfur host possesses multifarious merits including sufficient voids for loading sulfur active materials,high electronic conductivity,and fast lithium-ion diffusive pathways.In addition,additional active edge sites of MoS2+x accompanied by the nitrogen-doped carbon species endow the sulfur host with immobilizing and catalyzing effects on the soluble polysulfide species,dramatically accelerating their conversion kinetics and re-utilization.The detailed defect-induced interface catalytic reaction mechanism is firstly proposed.As expected,the delicately-designed sulfur host exhibits an outstanding initial discharge capacity of 1,249 mAh·g-1 at 0.2 C and a desirable rate performance (593 mAh·g-1 at 5.0 C),implying its great prospects in achieving superior electrochemical performances for advanced lithium sulfur batteries.
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