Unveiling the Unique Phase Transformation Behavior and Sodiation Kinetics of 1D van der Waals Sb2S3 Anodes for Sodium Ion Batteries

材料科学 范德瓦尔斯力 无定形固体 相(物质) 阳极 离子 纳米棒 化学工程 纳米晶材料 化学物理 纳米技术 结晶学 物理化学 电极 化学 工程类 有机化学 分子
作者
Shanshan Yao,Jiang Cui,Ziheng Lu,Zheng‐Long Xu,Lei Qin,Jiaqiang Huang,Zoya Sadighi,Francesco Ciucci,Jang‐Kyo Kim
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:7 (8) 被引量:162
标识
DOI:10.1002/aenm.201602149
摘要

Carbon‐coated van der Waals stacked Sb 2 S 3 nanorods (SSNR/C) are synthesized by facile hydrothermal growth as anodes for sodium ion batteries (SIBs). The sodiation kinetics and phase evolution behavior of the SSNR/C anode during the first and subsequent cycles are unraveled by coupling in situ transmission electron microscopy analysis with first‐principles calculations. During the first sodiation process, Na + ions intercalate into the Sb 2 S 3 crystals with an ultrafast speed of 146 nm s −1 . The resulting amorphous Na x Sb 2 S 3 intermediate phases undergo sequential conversion and alloying reactions to form crystalline Na 2 S, Na 3 Sb, and minor metallic Sb. Upon desodiation, Na + ions extract from the nanocrystalline phases to leave behind the fully desodiated Sb 2 S 3 in an amorphous state. Such unique phase evolution behavior gives rise to superb electrochemical performance and leads to an unexpectedly small volume expansion of ≈54%. The first‐principles calculations reveal distinctive phase evolution arising from the synergy between the extremely low Na + ion diffusion barrier of 190 meV and the sharply increased electronic conductivity upon the formation of amorphous Na x Sb 2 S 3 intermediate phases. These findings highlight an anomalous Na + ion storage mechanism and shed new light on the development of high performance SIB anodes based on van der Waals crystals.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sunshine完成签到,获得积分10
刚刚
落后寒凡发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
xmx完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
橘子海发布了新的文献求助10
2秒前
Dream97完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
李爱国应助给奶拉双皮采纳,获得10
4秒前
小二郎应助大力夏瑶采纳,获得10
4秒前
wsnd发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
5秒前
qianmo完成签到,获得积分10
5秒前
Whalen发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
脑洞疼应助ersan采纳,获得30
8秒前
tough发布了新的文献求助10
8秒前
agnes完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
5r应助无情的幻嫣采纳,获得10
9秒前
阳光的紫丝完成签到 ,获得积分10
10秒前
NexusExplorer应助内向苠采纳,获得50
10秒前
小叶子完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
Lemon应助大白采纳,获得10
11秒前
杳鸢应助体贴的思真采纳,获得10
11秒前
12秒前
柠檬很酸发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
hdwxn13发布了新的文献求助10
14秒前
徐反宁完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
简单半邪完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1500
Agenda-setting and journalistic translation: The New York Times in English, Spanish and Chinese 1000
Les Mantodea de Guyane 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 950
Field Guide to Insects of South Africa 660
Foucault's Technologies Another Way of Cutting Reality 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3390911
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3002258
关于积分的说明 8802821
捐赠科研通 2688843
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1472779
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 681153
邀请新用户注册赠送积分活动 673972