Embedded Inducible Layered Nb₃VSe₆/Carbon Nanofiber Membrane Regulating Sulfide Conversion and Lithium Deposition to Achieve High-stability of Lithium-Sulfur Batteries

doi:10.7503/cjcu20260220

Abstract

Abstract:

Lithium sulfur batteries are considered as one of the most promising electrochemical energy storage devices for the next generation due to their theoretical specific capacity of 1675 mA·h/g and energy density of 2600 W·h/kg. However， the slow kinetics of the oxidation-reduction reaction of sulfur and lithium sulfide in lithium sulfur batteries， the shuttle effect of polysulfides， and the growth of lithium dendrites seriously hinder the development and application of lithium sulfur batteries. In this study， a flexible Nb₃VSe₆/carbon nanofiber composite membrane（NVSCNF） was prepared and used as an electrocatalytic membrane reactor（NVS@MR） for lithium-sulfur batteries. A layered catalyst with embedded induction was constructed by modifying 2H-NbSe₂ through V atom intercalation strategy. NVSCNF exhibits strong chemical adsorption capacity and excellent electrocatalytic activity toward lithium polysulfides， enhancing redox kinetics； furthermore， the abundant active sites on NVSCNF effectively regulate lithium deposition behavior and suppress dendrite growth. The assembled lithium-sulfur battery exhibited a discharge specific capacity of 1305.0 mA·h/g at a rate of 0.1 C. After 800 cycles at a rate of 5.0 C， the capacity remained at 502.3 mA·h/g. It could cycle stably for over 1000 h at a current density of 0.5 mA/cm²， with an initial overpotential of only 18.3 mV.

Key words: Nb?VSe₆membrane reactor, V-atom intercalation, Polysulfide conversion, Lithium deposition, Lithium-sulfur battery

CLC Number:

O611

TrendMD:

ZHANG Yingying, XUE Jiayi, WANG Chao, DANG Yuxin, ZHANG Peng, WANG Gaoliang, MA Tianshu, JIA Qi, WU Tong, LIU Jinghai. Embedded Inducible Layered Nb₃VSe₆/Carbon Nanofiber Membrane Regulating Sulfide Conversion and Lithium Deposition to Achieve High-stability of Lithium-Sulfur Batteries[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(9): 20260220.

Figures/Tables 6

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