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 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
3秒前
zzxc发布了新的文献求助10
4秒前
30关注了科研通微信公众号
4秒前
CJW完成签到,获得积分20
5秒前
wangcheng发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.2应助非洲大象采纳,获得50
7秒前
8秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
cc完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.2应助zzxc采纳,获得10
11秒前
lzr发布了新的文献求助10
12秒前
李丽丽完成签到 ,获得积分10
13秒前
wangcheng完成签到,获得积分10
13秒前
little2000完成签到 ,获得积分10
13秒前
30发布了新的文献求助10
13秒前
诚心的以寒完成签到,获得积分10
14秒前
Echo发布了新的文献求助20
14秒前
俏皮的孤丹完成签到 ,获得积分10
14秒前
王也完成签到,获得积分10
14秒前
小晴发布了新的文献求助30
15秒前
好叔叔发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
20秒前
22秒前
感性的又琴完成签到,获得积分10
23秒前
初景应助小晴采纳,获得20
23秒前
明亮紫易完成签到,获得积分10
26秒前
数羊到黎明完成签到 ,获得积分10
27秒前
忧虑的代容完成签到,获得积分10
27秒前
xiaoxi完成签到 ,获得积分10
27秒前
Qing完成签到,获得积分10
27秒前
Onepiece完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
souven完成签到,获得积分10
30秒前
社会主义接班人完成签到 ,获得积分10
31秒前
maozi发布了新的文献求助10
32秒前
科研通AI6.4应助追寻向雁采纳,获得10
32秒前
钱璐璐完成签到 ,获得积分10
35秒前
zyro发布了新的文献求助50
36秒前
高分求助中
(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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7740693
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289281
关于积分的说明 20195025
捐赠科研通 7318891
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306508
关于科研通互助平台的介绍 2458788
邀请新用户注册赠送积分活动 2316746