Graphene Regulated Ceramic Electrolyte for Solid-State Sodium Metal Battery with Superior Electrochemical Stability

材料科学 电解质 快离子导体 石墨烯 阳极 阴极 电池(电) 化学工程 电化学 电极 陶瓷 纳米技术 复合材料 电气工程 化学 量子力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理)
作者
Edward Matios,Huan Wang,Chuanlong Wang,Xiaofei Hu,Xuan Lu,Jianmin Luo,Weiyang Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (5): 5064-5072 被引量:102
标识
DOI:10.1021/acsami.8b19519
摘要

Employing solid ceramic electrolyte in sodium (Na) metal batteries enables safe and cost-effective energy storage solution toward the advent of sustainable energy. Nevertheless, the development of solid-state Na batteries is hindered by the large interfacial charge transfer resistance between electrodes and solid electrolyte. Here, a novel and scalable design approach is utilized to significantly reduce the interfacial resistance through the direct growth of graphene-like interlayer on Na+ superionic conductor (NASICON) ceramic electrolyte, resulting in a 10-fold decrease of interfacial resistance. Benefiting from the graphene regulated NASICON, extremely stable Na plating/stripping cycling performance using solid electrolyte at a current density up to 1 mA/cm2 with a cycling capacity of 1 mAh/cm2 for 500 cycles (1000 h) is demonstrated for the first time. The surface of Na electrode after 1000 h of cycling remained smooth because of uniform Na+ flux across graphene-coated-NASICON/Na interface enabled by the abundant graphene defects network for efficient Na+ transport. Solid-state room temperature battery consists of graphene-regulated NASICON electrolyte, Na3V2(PO4)3 cathode and Na anode delivered a reversible initial capacity of 108 mAh/g at 1C current density for 300 cycles with 85% capacity retention, far superior than the battery with pristine NASICON. This work can be a valuable contribution toward a safe and stable solid-state Na metal battery system, and provide insights for solid-state lithium metal batteries as well.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
3秒前
橙子发布了新的文献求助10
4秒前
usee完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
water应助行者采纳,获得10
5秒前
楼楼楼发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
柠檬水加冰应助啦啦咔嘞采纳,获得10
8秒前
充电宝应助xingxing采纳,获得10
8秒前
9秒前
zy7227完成签到 ,获得积分20
9秒前
Jiang发布了新的文献求助10
9秒前
Shoujiang发布了新的文献求助10
10秒前
堇笙vv发布了新的文献求助10
10秒前
扶桑发布了新的文献求助10
11秒前
顾矜应助橙子采纳,获得10
13秒前
SciGPT应助shinn采纳,获得50
13秒前
14秒前
15秒前
无恙完成签到,获得积分10
16秒前
smottom应助苏打采纳,获得20
17秒前
yanyan发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
ZGZ123发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
小蘑菇应助Serena采纳,获得10
19秒前
SciGPT应助Light采纳,获得10
19秒前
ccc完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
山月鹿发布了新的文献求助10
21秒前
boen完成签到 ,获得积分10
22秒前
文文发布了新的文献求助10
23秒前
hd完成签到,获得积分10
23秒前
微笑的土豆完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Effective Learning and Mental Wellbeing 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3975375
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519700
关于积分的说明 11199305
捐赠科研通 3256034
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798049
邀请新用户注册赠送积分活动 877386
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806305