Co-doped Na2FePO4F fluorophosphates as a promising cathode material for rechargeable sodium-ion batteries

电化学 阴极 兴奋剂 掺杂剂 材料科学 离子 无机化学 金属 化学工程 密度泛函理论 电导率 纳米技术 光电子学 电极 化学 物理化学 计算化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Jin Di,Hailong Qiu,Fei Du,Yingjin Wei,Xing Meng
出处
期刊:Solid State Sciences [Elsevier]
卷期号:93: 62-69 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.solidstatesciences.2019.04.014
摘要

Due to the high discharge voltage and a favorable theoretical capacity, Na2FePO4F have been attracted much attention as the viable cathode materials for sodium-ion storage. However, the low intrinsic electronic conductivity of Na2FePO4F suppresses its practical applications. Herein, ion doping strategy is employed to improve the electrochemical performance of Na2FePO4F as the cathode of sodium ion batteries. We first used density functional theory (DFT) calculation to screen the optimum dopants by evaluating the structural, electronic and electrochemical properties of metal-doped Na2FePO4F. Our calculation results indicate that the Co-doped Na2FePO4F is the most promising candidate for practical applications. To further prove the validity of metal doping, Na2Fe0.94Co0.06PO4F/C was synthesized by sol-gel method and showed superior electrochemical performance compared with the pristine material. The specific capacity of the Na2Fe0.94Co0.06PO4F/C is 99.93 mAh g−1 at 0.2 C and the discharge capacity retention is 62.1% after 400 cycles at 1 C.
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