Na4‐αM2+α/2(P2O7)2 (2/3 ≤ α ≤ 7/8, M = Fe, Fe0.5Mn0.5, Mn): A Promising Sodium Ion Cathode for Na‐ion Batteries

材料科学 化学计量学 相(物质) 离子 阴极 动力学 分析化学(期刊) 结晶学 物理化学 化学 物理 冶金 色谱法 量子力学 有机化学
作者
Kwang‐Ho Ha,Seung Hee Woo,Duckgyun Mok,Nam‐Soon Choi,Yuwon Park,Seung M. Oh,Youngshol Kim,Jeongsoo Kim,Junesoo Lee,Linda F. Nazar,Kyu Tae Lee
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:3 (6): 770-776 被引量:169
标识
DOI:10.1002/aenm.201200825
摘要

Abstract A new polyanion‐based compound, Na 3.12 M 2.44 (P 2 O 7 ) 2 (M = Fe, Fe 0.5 Mn 0.5 , Mn) is synthesized and examined as a cathode for Na ion batteries. Off‐stoichiometric synthesis induces the formation of a Na‐rich phase, Na 3.32 Fe 2.34 (P 2 O 7 ) 2 ‐ a member of the solid solution series Na 4‐α Fe 2+α/2 (P 2 O 7 ) 2 (2/3 ≤ α ≤ 7/8) ‐ which delivers a reversible capacity of about 85 mA h g −1 at ca. 3 V vs. Na/Na + and exhibits very stable cycle performance. Above all, it shows fast kinetics for Na ions, delivering an almost constant 72% reversible capacity at rates between C/10 and 10C without the necessity for nanosizing or carbon coating. We attribute this to the spacious channel size along the a ‐axis, along with a single phase transformation upon de/sodiation.
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