Zur Hauptnavigation wechseln Zur Suche wechseln Zum Hauptinhalt wechseln

Single-Atom Chromium-Embedded N-Doped Graphene as a Multifunctional Separator Coating for Lithium–Sulfur Batteries

  • Frederik Bettels
  • , Donna Rashidi
  • , Zhihua Lin
  • , Leon Schenk
  • , Taoran Li
  • , Haiwei Wu
  • , Irmgard Frank
  • , Ebrahim Nadimi
  • , Yuping Liu*
  • , Chaofeng Zhang
  • , Fei Ding
  • , Lin Zhang*
  • *Korrespondierende*r Autor*in für diese Arbeit

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftArtikelForschungPeer-Review

Abstract

Lithium–sulfur (Li–S) batteries offer a promising alternative to traditional lithium-ion batteries due to their high energy density, large capacity, cost advantages, and environmental benefits. However, their commercialization is impeded by challenges like the lithium polysulfide (LiPS) shuttle effect, necessitating advanced sulfur host materials and separator coatings for the effective trapping of LiPSs and enhancing the ion transfer. In this research, single-atom chromium-incorporated nitrogen-doped graphene (Cr@NG) is introduced as a novel separator coating, synthesized by an NaCl soft-template method. This material, as an efficient and economic alternative to other existing single-atom catalysts-based materials, combines high conductivity and catalytic activity, effectively suppressing the shuttle effect and enhancing sulfur conversion. First-principles calculations and electrochemical studies further demonstrate that Cr@NG significantly improves adsorption capabilities, capacity retention, rate capability, and cycling stability. The incorporation of chromium offers substantial benefits in electron transport and catalytic efficiency, establishing Cr@NG as a promising multifunctional separator coating for high-performance Li–S batteries.

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere202500200
FachzeitschriftBatteries and Supercaps
Jahrgang8
Ausgabenummer12
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 15 Dez. 2025

UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs)

2015 einigten sich die UN-Mitgliedstaaten auf 17 globale Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zur Beendigung von Armut, zum Schutz des Planeten und zur Förderung des allgemeinen Wohlstands. Hiermit leisten wir einen Beitrag zu folgendem/n Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung (SDGs):

  1. SDG 7 - Erschwingliche und saubere Energie
    SDG 7 Erschwingliche und saubere Energie

ASJC Scopus Sachgebiete

  • Energieanlagenbau und Kraftwerkstechnik
  • Elektrotechnik und Elektronik
  • Elektrochemie

Dieses zitieren