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Sandwich structure endows Na3V2(PO4)3 cathodes with superb sodium storage

电化学 材料科学 电解质 阴极 电极 电导率 表面改性 微观结构 涂层 兴奋剂 化学工程 纳米技术 物理化学 化学 复合材料 光电子学 工程类
作者
Fengjie Gao,Di Chen,Hui Ying Yang,Yanfeng Yin,Caiyan Yu,Ying Bai
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:121 (11) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0100982
摘要

Na3V2(PO4)3 (NVP) is a promising cathode for high-energy density sodium-ion batteries, whereas its electrochemical performance is also degraded by its intrinsically inferior electronic conductivity and interfacial side reactions. Herein, Li+, Al3+, and Ti4+ ions were incorporated into the near-surface, and NVP particles were encapsulated by a solid Na+ superionic conductor electrolyte Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 (LATP) and carbon (C). Typically, the 0.2 wt. % LATP/C-modified NVP electrode delivers a high initial discharge capacity of 91.22 mA h g−1 and a remarkable rate performance of 56.5 mA h g−1 (20 C). Intensive explorations manifest that the significant improvement in the electrochemical performance of NVP/C could be attributed to the synergistic effects of Li+, Al3+, and Ti4+ doping and the characteristic NVP/LATP/C sandwich coating structure. The modification strategy established in this work synchronously enhanced the electronic conductivity and structural stability of NVP, and this study also provides insight into well-designed electrode microstructures in high-performance batteries.
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