A multicationic-substituted configurational entropy-enabled NASICON cathode for high-power sodium-ion batteries

材料科学 快离子导体 阴极 离子 组态熵 无机化学 热力学 电解质 电气工程 物理化学 电极 冶金 有机化学 化学 物理 工程类
作者
Yifan Zhou,Guofu Xu,Jiande Lin,Jue Zhu,Junan Pan,Guozhao Fang,Shuquan Liang,Xinxin Cao
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:128: 109812-109812 被引量:67
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109812
摘要

Na-superionic-conductor (NASICON)-type Na3V2(PO4)3 is considered as one of the potential cathodes for sodium-ion batteries (SIBs), but its inherent low electronic conductivity and non-adjustable voltage plateau is an urgent issue hindrance to its practical application. Hereof, the concept of multicationic-substituted high-entropy doping is innovatively utilized to modify the fine structure within crystals, enhance electronic conductivity, and achieve excellent local diffusion kinetics and high redox activity according to theoretical calculations. The carbon-free Na3V1.8(CrMnFeZnAl)0.2(PO4)3 (HE-NVP-0.2) cathode exhibits a maximum specific capacity of 119.8 mA h g−1, achieved through V3+/V4+/V5+ redox reactions, while maintaining an impressive capacity retention rate of 80 % after 3000 cycles at 10 C. Moreover, the in-situ X-ray diffraction (XRD) analysis reveals that the incorporation of multi-(high entropy) elements induces a stable transition state, facilitating rapid phase transitions. Combined with in-situ digital image correlation (DIC), reversible structural evolution has been verified at both micro and macro scales. More competitively, coupling with a hard carbon (HC) anode, the HE-NVP-0.2//HC full cells exhibit exceptional energy density/power density characteristics while simultaneously maintaining excellent high-rate performance and prolonged cycle life (2000 stable cycles at 50 C). The regulation of configurational entropy enables the realization of an intermediate phase in the equilibrium state and makes the unlikely potential regulation possible, presenting innovative approaches to expedite the commercialization of high-power SIBs.
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
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
1秒前
负责的方盒完成签到,获得积分10
1秒前
坚定尔蝶完成签到 ,获得积分10
2秒前
FB发布了新的文献求助10
3秒前
王嘉鑫完成签到,获得积分10
3秒前
动听的谷秋完成签到 ,获得积分10
3秒前
GDD完成签到,获得积分10
4秒前
萌萌发布了新的文献求助10
4秒前
Kenny完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
苏筱完成签到,获得积分10
6秒前
爱科研的小虞完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
FB完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
玛斯特尔完成签到,获得积分10
10秒前
斯文败类应助缓慢思枫采纳,获得30
11秒前
Orange应助xinlei2023采纳,获得10
11秒前
Vc发布了新的文献求助10
13秒前
大方听白完成签到 ,获得积分10
13秒前
小李发布了新的文献求助10
13秒前
橙啊程完成签到 ,获得积分10
14秒前
CodeCraft应助阳光采纳,获得10
14秒前
16秒前
16秒前
大模型应助钟钟采纳,获得10
17秒前
水蜜桃一样甜完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
要减肥的之云完成签到 ,获得积分10
18秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
gyh应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
MINGMING发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6053059
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7869796
关于积分的说明 16277100
捐赠科研通 5198495
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2781434
邀请新用户注册赠送积分活动 1764404
关于科研通互助平台的介绍 1646067