Homeostatic Solid Solution Reaction in Phosphate Cathode: Breaking High‐Voltage Barrier to Achieve High Energy Density and Long Life of Sodium‐Ion Batteries

氧化还原 阴极 材料科学 电化学 电子转移 化学工程 电池(电) 密度泛函理论 快离子导体 化学物理 储能 电解质 纳米技术 电极 化学 物理化学 热力学 计算化学 物理 工程类 功率(物理) 冶金
作者
Zhen‐Yi Gu,Xin‐Xin Zhao,Kai Li,Junming Cao,Xiao‐Tong Wang,Jin‐Zhi Guo,Han‐Hao Liu,Shuo‐Hang Zheng,Dai‐Huo Liu,Hongyue Wu,Xing‐Long Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (23): e2400690-e2400690 被引量:74
标识
DOI:10.1002/adma.202400690
摘要

Abstract The stable phase transformation during electrochemical progress drives extensive research on vanadium‐based polyanions in sodium‐ion batteries (SIBs), especially Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 (NVP). And the electron transfer between V 3+/4+ redox couple in NVP could be generally achieved, owing to the confined crystal variation during battery service. However, the more favorable V 4+/5+ redox couple is still in hard‐to‐access situation due to the high barrier and further brings about the corresponding inefficiency in energy densities. In this work, the multilevel redox in NVP frame (MLNP) alters reaction pathway to undergo homeostatic solid solution process and breaks the high barrier of V 4+/5+ at high voltage, taking by progressive transition metal (V, Fe, Ti, and Cr) redox couple. The diversified reaction paths across diffusion barriers could be realized by distinctive release/uptake of inactive Na1 site, confirmed by the calculations of density functional theory. Thereby its volume change is merely 1.73% during the multielectron‐transfer process (≈2.77 electrons). MLNP cathode could achieve an impressive energy density of 440 Wh kg −1 , driving the leading development of MLNP among other NASICON structure SIBs. The integration of multiple redox couples with low strain modulates the reaction pathway effectively and will open a new avenue for fabricating high‐performance cathodes in 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
杜可欣完成签到,获得积分10
刚刚
李嘛耶完成签到,获得积分10
1秒前
xxxxxx发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
大药瓶子发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
nsdcdcbdv完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
爆米花应助gulu采纳,获得10
4秒前
5秒前
烟花应助芝麻是什么味道采纳,获得10
5秒前
6秒前
陈文海完成签到,获得积分10
6秒前
YWY应助lht采纳,获得10
7秒前
谈笑间发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
tiptip应助daniel采纳,获得10
8秒前
8秒前
Lig关闭了Lig文献求助
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
忐忑的寄灵关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
潘武瀚完成签到,获得积分10
11秒前
徐甜发布了新的文献求助10
11秒前
小马甲应助Dogo采纳,获得10
11秒前
11秒前
科研通AI6.4应助02采纳,获得10
12秒前
kathy完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
yumu完成签到,获得积分10
13秒前
WRZ完成签到 ,获得积分10
14秒前
Jasper应助椰子采纳,获得10
14秒前
锡嘻发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7153579
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8798707
关于积分的说明 18594629
捐赠科研通 6752912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3160603
关于科研通互助平台的介绍 2294241
邀请新用户注册赠送积分活动 2135186