Two-Dimensional Transition Metal Phosphides As Cathode Additive in Robust Lithium-Sulfur Batteries
Zhang, Jie (Henan University)
Yang, Dawei (Henan University)
Li, Canhuang (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Gong, Qianhong (Henan University)
Bi, Wei (Henan University)
Zheng, Xuejiao (Nanjing Hydraulic Research Institute)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Li, Shengjun (Henan University)
Cabot, Andreu (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)

Fecha:	2024
Resumen:	The development of advanced cathode materials able to promote the sluggish redox kinetics of polysulfides is crucial to bringing lithium-sulfur batteries to the market. Herein, two electrode materials: namely, ZrPS and ZrPTe, are identified through screening several hundred thousand compositions in the Inorganic Crystal Structure Database. First-principles calculations are performed on these two materials. These structures are similar to that of the classical MXenes. Concurrently, calculations show that ZrPS and ZrPTe possess high electrical conductivity, promote Li ion diffusion, and have excellent electrocatalytic activity for the Li-S reaction and particularly for the LiS decomposition. Besides, the mechanisms behind the excellent predicted performance of ZrPS and ZrPTe are elucidated through electron localization function, charge density difference, and localized orbital locator. This work not only identifies two candidate sulfur cathode additives but may also serve as a reference for the identification of additional electrode materials in new generations of batteries, particularly in sulfur cathodes.
Ayudas:	Agencia Estatal de Investigación PCI2022-132985 Agencia Estatal de Investigación PID2022-136883OB-C22 Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C43 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01581 Ministerio de Ciencia e Innovación PRTR-C17.I1 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S
Nota:	Altres ajuts: CERCA Programme/Generalitat de Catalunya
Derechos:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Materia:	Lithium−sulfur batteries ; Cathode materials ; Phosphides ; Screening ; Designing
Publicado en:	Nano letters, Vol. 24, Issue 26 (July 2024) , p. 7992-7998, ISSN 1530-6992

DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01618

Disponible a partir de: 2025-07-31 Postprint

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados