Hybrid carbon matrices enable the suppression of polysulfide shuttle effect in Li–S batteries

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1038/s41598-026-56662-8
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Lithium–sulfur (Li–S) batteries offer high theoretical energy density but face critical challenges due to sulfur’s poor conductivity and the polysulfide shuttle effect. Here we report a novel cathode design utilizing a hybrid carbon matrix derived from buckwheat biomass and single-walled carbon nanotubes (SWCNT) to overcome these issues. The buckwheat-derived hard carbon (HC), obtained at 1000 °C, provides hierarchical porosity to anchor polysulfides and buffer sulfur expansion, while SWCNT (optimized at 6%) creates a conductive network. As a result, S@SP/HC/SWCNT cathode delivers an initial discharge capacity of ~ 1250 mAh g − 1 at 0.1 C and retains ~ 60% of this capacity after 100 cycles with ~ 100% Coulombic efficiency. Overall, this sustainable, low-cost, and scalable carbon–sulfur cathode architecture effectively addresses key Li–S challenges and demonstrates strong promise for practical high-energy, long-life Li–S batteries.