A high-entropy carbon-coated Na3V1.9(Mg, Cr, Al, Mo, Nb)0.1(PO4)2F3 cathode for superior performance sodium-ion batteries

材料科学 阴极 离子 碳纤维 化学工程 无机化学 冶金 复合材料 物理化学 复合数 量子力学 物理 工程类 化学
作者
Wenhua Fu,Bo Li,Peng Wang,Zhiying Lin,Kaixing Zhu
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:50 (9): 16166-16171 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2024.02.096
摘要

A NASICON-type high-entropy carbon-coated Na3V1.9(Mg, Cr, Al, Mo, Nb)0.1(PO4)2F3 (NVPF-HE@C) material was synthesized through the sol-gel route. The incorporation of high entropy elements (Mg, Cr, Al, Mg, Nb) improved the stability of Na2 sites in NVPF without altering its crystal structure, which suppressed the intermediate reactions of Na3V2(PO4)2F3 phase at low potential of 3.4V. This improvement further lifted the specific capacity, capacity retention and Na+ diffusion coefficient of NVPF-HE@C cathode. The fluctuation of Na+ diffusion coefficient at low voltage region decreased 10−14-10−10cm2s−1 to 10−12-10−10cm2s−1. NVPF-HE@C cathode displays the initial specific capacities of 128 mAhg−1 at 1C and 82 mAhg−1 at 5C, while maintaining a low capacity decay of 17% over 800 cycles. The introduction of high-entropy doping provides an effective approach as promoting the electrochemistry properties of NVPF cathode, with potential applicability to other electrode materials in energy storage applications.
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