Modulation of the Crystal Structure and Ultralong Life Span of a Na3V2(PO4)3-Based Cathode for a High-Performance Sodium-Ion Battery by Niobium–Vanadium Substitution

材料科学 阴极 晶体结构 掺杂剂 电化学动力学 电极 激活剂(遗传学) 循环伏安法 化学工程 兴奋剂 电化学 分析化学(期刊) 纳米技术 光电子学 化学 结晶学 物理化学 基因 生物化学 工程类 冶金 色谱法
作者
Linnan Bi,Xiaoqing Liu,Xiaoyan Li,Bingbing Chen,Qiaoji Zheng,Fengyu Xie,Yu Huo,Dunmin Lin
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:59 (48): 21039-21046 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.0c04187
摘要

Building better batteries with low cost, long life, and safety can effectively meet the diverse energy demands. Na3V2(PO4)3 (NVP) is a potential cathode in energy storage systems due to its stable crystal structure, high-voltage platform, and rapid migration rate of Na+. Nevertheless, its poor conductivity results in inferior electrochemical properties. Herein, the high-valence niobium (Nb5+) as a dopant can regulate the crystal structure of NVP and act as an activator to catalyze the formation of the graphitization carbon layer, which shortens the electron/ion diffusion pathway and enhances the electrochemical kinetics. Density functional calculations show that Nb5+ doping decreases the band gap energy and promotes electron transport. Physical and chemical characterizations prove that Nb5+ doping induces the lattice distortion of NVP. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance tests show that Nb5+ doping promotes Na+ diffusion. Finally, the optimal NVP/Nb-0.3 delivers an excellent performance of 103.8 mAh g–1 with a capacity retention of 92.3% at 1 C for 200 cycles, a rate performance of 99.6 mAh g–1 at 20 C, and cycling stability at 50 C for 6000 cycles with a capacity retention of 72.7%. This modification strategy of cathode materials provides an important reference for optimizing battery performance.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
黑猫发布了新的文献求助10
1秒前
坚强幼晴发布了新的文献求助10
1秒前
哈哈完成签到,获得积分20
2秒前
吉吉发布了新的文献求助10
3秒前
lize5493完成签到,获得积分10
3秒前
Melodie完成签到,获得积分10
3秒前
热心市民小红花应助123采纳,获得10
4秒前
油饼完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
徐璇完成签到,获得积分10
6秒前
星辰完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
12秒前
6666发布了新的文献求助10
14秒前
无限雨南发布了新的文献求助10
14秒前
EgoElysia完成签到,获得积分10
14秒前
敏感雅香发布了新的文献求助10
15秒前
归尘发布了新的文献求助150
16秒前
zumri发布了新的文献求助10
16秒前
jia完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
hino发布了新的文献求助10
19秒前
共享精神应助6666采纳,获得10
21秒前
shower_009完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
在水一方应助哈哈采纳,获得10
25秒前
25秒前
纯真追命完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
咚咚锵完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
包容的琦发布了新的文献求助30
29秒前
梦里繁花发布了新的文献求助10
29秒前
Wang完成签到,获得积分10
31秒前
weilanhaian完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3988868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531255
关于积分的说明 11253071
捐赠科研通 3269858
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804822
邀请新用户注册赠送积分活动 881994
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809035