High ionic conductivity and dendrite-resistant NASICON solid electrolyte for all-solid-state sodium batteries

电解质 材料科学 快离子导体 离子电导率 电池(电) 化学工程 电导率 电极 化学 冶金 物理化学 热力学 功率(物理) 物理 工程类
作者
Lingyun Shen,Jing Yang,Guiji Liu,Maxim Avdeev,Xiayin Yao
出处
期刊:Materials Today Energy [Elsevier]
卷期号:20: 100691-100691 被引量:87
标识
DOI:10.1016/j.mtener.2021.100691
摘要

The low ionic conductivity and poor dendrites suppression capability of Na3Zr2Si2PO12 solid electrolyte limit the practical application of all-solid-state sodium batteries. Herein, the optimized Na3.4Mg0.1Zr1.9Si2.2P0.8O12 electrolyte is obtained by simultaneously substituting the Zr4+ with Mg2+ and P5+ with Si4+ through solid-state reaction. The Na3.4Mg0.1Zr1.9Si2.2P0.8O12 electrolyte has superior room temperature ionic conductivity of 3.6 × 10−3 S cm−1, which is 17 times higher than that of pristine Na3Zr2Si2PO12. No short circuit of the Na/Na3.4Mg0.1Zr1.9Si2.2P0.8O12/Na symmetric battery is observed up to 2.0 mA cm−2, and the symmetric battery displays stable sodium plating/stripping cycles for over 2000 h at 0.1 mA cm−2 and 300 h at 1.0 mA cm−2. The resultant Na3.4Mg0.1Zr1.9Si2.2P0.8O12 electrolyte is further employed in two all-solid-state sodium batteries. The Na3V2(PO4)3/Na3.4Mg0.1Zr1.9Si2.2P0.8O12/Na all-solid-state sodium battery maintains a discharge capacity of 93.3 mAh g−1 at 0.1C after 50 cycles, and the FeS2/Na3.4Mg0.1Zr1.9Si2.2P0.8O12/Na all-solid-state sodium battery delivers a discharge capacity of 173.1 mAh g−1 at 0.1C after 20 cycles, which are significantly enhanced compared with those based on pristine Na3Zr2Si2PO12. This strategy provides an efficient method to prepare optimized NASICON solid electrolytes with high ionic conductivity and excellent dendrites suppression capability and promotes the practical application of all-solid-state sodium batteries.

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
orixero应助源圈圈采纳,获得10
1秒前
苹果诗珊完成签到 ,获得积分10
2秒前
充电宝应助jenny_shjn采纳,获得10
2秒前
元宝发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
zwLu发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
无聊的羊发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
lj完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
打打应助失眠的月光采纳,获得10
7秒前
7秒前
aka2012发布了新的文献求助10
8秒前
清和月发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
keal发布了新的文献求助10
10秒前
心语发布了新的文献求助10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
慕青应助摇粒绒采纳,获得20
11秒前
肥仔龙发布了新的文献求助10
11秒前
谦让觅风发布了新的文献求助10
11秒前
hbpu230701发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
Lucas应助xaaowang采纳,获得30
13秒前
cjjwei完成签到 ,获得积分10
13秒前
赵心心发布了新的文献求助10
16秒前
lijing123发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
不一样的烟火完成签到 ,获得积分10
17秒前
激昂的问玉完成签到,获得积分10
17秒前
源圈圈发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
久念完成签到,获得积分10
19秒前
Akim应助谦让觅风采纳,获得10
19秒前
19秒前
许女士完成签到,获得积分10
20秒前
安详的梨愁完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5749224
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5456884
关于积分的说明 15362980
捐赠科研通 4888661
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2628626
邀请新用户注册赠送积分活动 1576952
关于科研通互助平台的介绍 1533670