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  5. Electrochemical Performance of Carbon-Rich Silicon Carbonitride Ceramic as Support for Sulfur Cathode in Lithium Sulfur Battery
 
  • Details
2022
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Electrochemical Performance of Carbon-Rich Silicon Carbonitride Ceramic as Support for Sulfur Cathode in Lithium Sulfur Battery

File(s)
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Hauptpublikation
nanomaterials-12-01283.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 3.89 MB
TUDa URI
tuda/8679
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-212935
DOI
10.26083/tuprints-00021293
Autor:innen
Qu, Fangmu
Yu, Zhaoju
Krol, Monika
Chai, Nan
Riedel, Ralf ORCID 0000-0001-6888-7208
Graczyk-Zajac, Magdalena ORCID 0000-0002-4283-6549
Kurzbeschreibung (Abstract)

As a promising matrix material for anchoring sulfur in the cathode for lithium-sulfur (Li-S) batteries, porous conducting supports have gained much attention. In this work, sulfur-containing C-rich SiCN composites are processed from silicon carbonitride (SiCN) ceramics, synthesized at temperatures from 800 to 1100 °C. To embed sulfur in the porous SiCN matrix, an easy and scalable procedure, denoted as melting-diffusion method, is applied. Accordingly, sulfur is infiltrated under solvothermal conditions at 155 °C into pores of carbon-rich silicon carbonitride (C-rich SiCN). The impact of the initial porosity and microstructure of the SiCN ceramics on the electrochemical performance of the synthesized SiCN-sulfur (SiCN-S) composites is analysed and discussed. A combination of the mesoporous character of SiCN and presence of a disordered free carbon phase makes the electrochemical performance of the SiCN matrix obtained at 900 °C superior to that of SiCN synthesized at lower and higher temperatures. A capacity value of more than 195 mAh/g over 50 cycles at a high sulfur content of 66 wt.% is achieved.

Freie Schlagworte

SiCN ceramic matrix

disordered carbon

porous structure

sulfur cathode

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Disperse Feststoffe
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Nanomaterials
Jahrgang der Zeitschrift
12
Heftnummer der Zeitschrift
8
ISSN
2079-4991
Verlag
MDPI
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2022
Verlags-DOI
10.3390/nano12081283
PPN
49984503X

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