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 钒 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 功率(物理) 物理 冶金 工程类
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
龙弟弟完成签到 ,获得积分10
刚刚
刻苦电脑发布了新的文献求助10
刚刚
aslink发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4的应助被xq采纳,获得10
1秒前
月如钩发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
zhenzheng完成签到 ,获得积分0
2秒前
ding的应助被oblivion采纳,获得10
2秒前
2秒前
YUKI2026完成签到,获得积分10
2秒前
Owen的应助被liugm采纳,获得10
2秒前
3秒前
李佳笑发布了新的文献求助10
6秒前
Vito的应助被Ke采纳,获得10
6秒前
阿牛完成签到,获得积分20
6秒前
木子木子发布了新的文献求助10
6秒前
顺利的映天的应助被sin采纳,获得40
7秒前
刻苦电脑完成签到,获得积分10
7秒前
赘婿的应助被HKK采纳,获得10
7秒前
李健的应助被务实寄松采纳,获得10
8秒前
8秒前
柯茗发布了新的文献求助10
8秒前
飞飞的应助被甜甜的易绿采纳,获得10
8秒前
华仔的应助被开放的枫叶采纳,获得10
10秒前
converse完成签到,获得积分10
10秒前
chenx完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
helloxiehan完成签到 ,获得积分10
11秒前
园园完成签到,获得积分20
12秒前
打打的应助被哎呀马丫采纳,获得10
15秒前
bbhk完成签到,获得积分10
15秒前
Yetta完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
不安花生完成签到,获得积分10
16秒前
煜宁HY完成签到,获得积分10
16秒前
evelyn发布了新的文献求助30
17秒前
英姑的应助被SUN采纳,获得10
17秒前
mikel完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Organizational Behavior 510
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 350
Sing with Understanding: Introduction to Theology in Christian Congregational Song, 3rd ed 330
Auslegung und Untersuchung einer invers ausgelegten Beschaufelung eines einstufigen Axialverdichters mit Vorleitrad (German) 300
AI-Contracting 300
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7839780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9361675
关于积分的说明 20622169
捐赠科研通 7434121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3339426
关于科研通互助平台的介绍 2483778
邀请新用户注册赠送积分活动 2361010