Nitrogen-Doped Mesoporous Carbon: A Top-Down Strategy to Promote Sulfur Immobilization for Lithium-Sulfur Batteries

ChemSusChem

Volumn 8, Issue 19, 2015, Pages 3234-3241

  Zhao, Xiaohui ^a   Liu, Ying ^a   Manuel, James ^a   Chauhan, Ghanshyam S ^a   Ahn, Hyo Jun ^a   Kim, Ki Won ^a   Cho, Kwon Koo ^a   Ahn, Jou Hyeon ^a  

^a Gyeongsang National University   (South Korea)

Author keywords

carbon; doping; electrochemistry; mesoporous materials; sulfur

Indexed keywords

CARBON; DOPING (ADDITIVES); ELECTRIC BATTERIES; ELECTROCHEMISTRY; LITHIUM; MESOPOROUS MATERIALS; NITROGEN; POLYANILINE; SULFUR;

CYCLE PERFORMANCE; DISCHARGE PROCESS; HIGH SULFUR CONTENTS; LITHIUM SULFUR BATTERIES; NITROGEN-DOPED MESOPOROUS CARBONS; POLYANILINES (PANI); PYROLYSIS TEMPERATURE; SULFUR IMMOBILIZATION;

LITHIUM BATTERIES;

ANILINE DERIVATIVE; LITHIUM; NITROGEN; POLYANILINE; SULFUR;

CHEMISTRY; ELECTRODE; POROSITY; POWER SUPPLY;

ANILINE COMPOUNDS; ELECTRIC POWER SUPPLIES; ELECTRODES; LITHIUM; NITROGEN; POROSITY; SULFUR;

EID: 84943527979     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201500741     Document Type: Article

References (63)

1. M. Barghamadi, A. Kapoor, C. Wen, J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A 1256 -A 1263;
2. P. G. Bruce, S. A. Freunberger, L. J. Hardwick, J. M. Tarascon, Nat. Mater. 2012, 11, 19-29;
3. G. A. Nazri, G. Pistoia, Lithium batteries: Science and Technology, Vol. 350, Kluwer Academic Publishers, New York, 2004.
4. B. Meyer, in Sulfur, Energy, and Environment (Ed.:, B. Meyer,), Elsevier, Amsterdam, 1977, pp. 169-186.
5. S. E. Cheon, K. S. Ko, J. H. Cho, S. W. Kim, E. Y. Chin, H. T. Kim, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A 800 -A 805;
6. H. Yamin, E. Peled, J. Power Sources 1983, 9, 281-287;
7. K. Kumaresan, Y. Mikhaylik, R. E. White, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, A 576 -A 582.
8. S. S. Zhang, J. Power Sources 2013, 231, 153-162;
9. A. Manthiram, Y. Fu, Y. S. Su, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1125-1134.
10. X. Ji, K. T. Lee, L. F. Nazar, Nat. Mater. 2009, 8, 500-506.
11. X. Zhao, D. S. Kim, J. Manuel, K. K. Cho, K. W. Kim, H. J. Ahn, J. H. Ahn, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 7265-7271;
12. X. Zhao, D. S. Kim, H. J. Ahn, K. W. Kim, K. K. Cho, J. H. Ahn, Mater. Res. Bull. 2014, 58, 204-207;
13. N. Jayaprakash, J. Shen, S. S. Moganty, A. Corona, L. A. Archer, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5904-5908;
14. Angew. Chem. 2011, 123, 6026-6030;
15. C. Zu, A. Manthiram, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1008-1012;
16. L. Ji, M. Rao, S. Aloni, L. Wang, E. J. Cairns, Y. Zhang, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 5053-5059;
17. D. S. Jung, T. H. Hwang, J. H. Lee, H. Y. Koo, R. A. Shakoor, R. Kahraman, Y. N. Jo, M. S. Park, J. W. Choi, Nano Lett. 2014, 14, 4418-4425;
18. X. Yang, L. Zhang, F. Zhang, Y. Huang, Y. Chen, ACS Nano 2014, 8, 5208-5215;
19. G. He, S. Evers, X. Liang, M. Cuisinier, A. Garsuch, L. F. Nazar, ACS Nano 2013, 7, 10920-10930;
20. Z. Lyu, D. Xu, L. Yang, R. Che, R. Feng, J. Zhao, Y. Li, Q. Wu, X. Wang, Z. Hu, Nano Energy 2015, 12, 657-665.
21. G. Zheng, Q. Zhang, J. J. Cha, Y. Yang, W. Li, Z. W. Seh, Y. Cui, Nano Lett. 2013, 13, 1265-1270.
22. J. Yang, J. Xie, X. Zhou, Y. Zou, J. Tang, S. Wang, F. Chen, L. Wang, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 1800-1807;
23. P. Zhu, J. Song, D. Lv, D. Wang, C. Jaye, D. A. Fischer, T. Wu, Y. Chen, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 7765-7771;
24. X. Zhao, H. J. Ahn, K. W. Kim, K. K. Cho, J. H. Ahn, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 7996-8003.
25. K. N. Wood, R. O'Hayre, S. Pylypenko, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1212-1249;
26. C. Guo, N. Li, L. Ji, Y. Li, X. Yang, Y. Lu, Y. Tu, J. Power Sources 2014, 247, 660-666;
27. D. Zhang, Y. Hao, L. Zheng, Y. Ma, H. Feng, H. Luo, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7584-7591;
28. C. Wang, L. Sun, Y. Zhou, P. Wan, X. Zhang, J. Qiu, Carbon 2013, 59, 537-546.
29. W. Shen, W. Fan, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 999-1013.
30. G. Ciric-Marjanovic, I. Pašti, N. Gavrilov, A. Janoševic, S. Mentus, Chem. Pap. 2013, 67, 781-813;
31. M. Sevilla, P. Valle-Vigõn, A. B. Fuertes, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2781-2787;
32. Y. Mao, H. Duan, B. Xu, L. Zhang, Y. Hu, C. Zhao, Z. Wang, L. Chen, Y. Yang, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7950-7955;
33. Q. Zhao, T. P. Fellinger, M. Antonietti, J. Yuan, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 5113-5120.
34. S. Mentus, G. Ciric-Marjanovic, M. Trchova, J. Stejskal, Nanotechnology 2009, 20, 245601;
35. M. Sedlacik, V. Pavlinek, M. Mrlik, Z. Morávková, M. Hajná, M. Trchová, J. Stejskal, Mater. Lett. 2013, 101, 90-92;
36. A. Janoševic, I. Pašti, N. Gavrilov, S. Mentus, J. Krstic, M. Mitric, J. Travas-Sejdic, G. Ciric-Marjanovic, Microporous Mesoporous Mater. 2012, 152, 50-57.
37. S. He, X. Hu, S. Chen, H. Hu, M. Hanif, H. Hou, J. Mater. Chem. 2012, 22, 5114-5120;
38. J. Han, G. Xu, B. Ding, J. Pan, H. Dou, D. R. MacFarlane, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 5352-5357;
39. M. Yang, B. Cheng, H. Song, X. Chen, Electrochim. Acta 2010, 55, 7021-7027;
40. M. Kyotani, H. Goto, K. Suda, T. Nagai, Y. Matsui, K. Akagi, J. Nanosci. Nanotechnol. 2008, 8, 1999-2004;
41. Z. Rozlívková, M. Trchová, M. Exnerová, J. Stejskal, Synth. Met. 2011, 161, 1122-1129;
42. K. S. Ho, Y. K. Han, Y. T. Tuan, Y. J. Huang, Y. Z. Wang, T. H. Ho, T. H. Hsieh, J. J. Lin, S. C. Lin, Synth. Met. 2009, 159, 1202-1209.
43. Y. Chen, H. Zhu, Y. Liu, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 11738-11745;
44. W. Chen, R. B. Rakhi, M. N. Hedhili, H. N. Alshareef, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 5236-5243;
45. K. S. Kim, S. J. Park, Electrochim. Acta 2012, 78, 147-153.
46. H. Choi, X. Zhao, D. S. Kim, H. J. Ahn, K. W. Kim, K. K. Cho, J. H. Ahn, Mater. Res. Bull. 2014, 58, 199-203.
47. C. G. V. Burgess, D. H. Everett, S. Nuttall, Pure Appl. Chem. 1989, 61, 1845-1852.
48. R. Silva, D. Voiry, M. Chhowalla, T. Asefa, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7823-7826;
49. A. Vinu, S. Anandan, C. Anand, P. Srinivasu, K. Ariga, T. Mori, Microporous Mesoporous Mater. 2008, 109, 398-404.
50. H. Xu, Y. Deng, Z. Zhao, H. Xu, X. Qin, G. Chen, Chem. Commun. 2014, 50, 10468-10470.
51. A. Abdolahi, E. Hamzah, Z. Ibrahim, S. Hashim, Materials 2012, 5, 1487-1494.
52. D. S. Yuan, T. X. Zhou, S. L. Zhou, W. J. Zou, S. S. Mo, N. N. Xia, Electrochem. Commun. 2011, 13, 242-246.
53. J. Song, T. Xu, M. L. Gordin, P. Zhu, D. Lv, Y.-B. Jiang, Y. Chen, Y. Duan, D. Wang, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 1243-1250;
54. J. Song, M. L. Gordin, T. Xu, S. Chen, Z. Yu, H. Sohn, J. Lu, Y. Ren, Y. Duan, D. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4325-4329;
55. Angew. Chem. 2015, 127, 4399-4403.
56. X. L. Wei, M. Fahlman, A. J. Epstein, Macromolecules 1999, 32, 3114-3117;
57. S. Golczak, A. Kanciurzewska, M. Fahlman, K. Langer, J. J. Langer, Solid State Ionics 2008, 179, 2234-2239.
58. F. Kapteijn, J. A. Moulijn, S. Matzner, H. P. Boehm, Carbon 1999, 37, 1143-1150.
59. Y. Guo, J. He, T. Wang, H. Xue, Y. Hu, G. Li, J. Tang, X. Sun, J. Power Sources 2011, 196, 9299-9307.
60. J. Jin, X. Fu, Q. Liu, Y. Liu, Z. Wei, K. Niu, J. Zhang, ACS Nano 2013, 7, 4764-4773.
61. N. Gavrilov, I. A. Pašti, M. Vujkovic, J. Travas-Sejdic, G. Ciric-Marjanovic, S. V. Mentus, Carbon 2012, 50, 3915-3927.
62. X. Zhao, J. K. Kim, H. J. Ahn, K. K. Cho, J. H. Ahn, Electrochim. Acta 2013, 109, 145-152.
63. D. Zhao, J. Feng, Q. Huo, N. Melosh, G. H. Fredrickson, B. F. Chmelka, G. D. Stucky, Science 1998, 279, 548-552.