Na3VMn0.5Ti0.5(PO4)3/C with active Na+ hopping sites for high-rate and durable sodium-ion batteries

阴极 电化学 快离子导体 氧化还原 离子 活化能 扩散 材料科学 化学 钠离子电池 无机化学 电极 物理化学 电解质 热力学 有机化学 法拉第效率 物理
作者
Vaiyapuri Soundharrajan,Seunggyeong Lee,Sohyun Park,JunJi Piao,Vinod Mathew,Jaekook Kim
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:472: 144994-144994 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.144994
摘要

This study established the carbon-coated Na3VMn0.5Ti0.5(PO4)3/C (NVMTP/C) as a high-energy cathode material of the NASICON family for next-generation sodium-ion batteries (SIBs). When subjected to electrochemical sodium storage testing, the NVMTP/C cathode provided a stable specific capacity of 160.3 mAh g-1 with three electron reactions (average working voltage ∼3.4 V) during the Na+ (de)insertion routine, achieving a superior energy output of 544 Wh kg−1 among the NASICON family of SIBs. Benefiting from the characteristic NASICON structure and established multiple redox couples, the cathode delivered excellent rate capability (82 mAh g-1 at 17 C, 1 C = 176 mAh g-1), in addition to excellent cycling permanence at low and high current surges (104 mAh g-1 after 500 cycles at 0.85 C and 84 mAh g-1 after 3000 cycles at 11.34 C, respectively). Computational studies based on first principle calculations and density of states (DoS) attributed the superior electrochemical properties of NVMTP/C cathode to its substantial Na+ hopping sites facilitating the unhindered multi-electron transfer reactions (V2+/3+, V3+/4+, Ti3+/4+, and V4+/5+) reversibly at their respective redox potentials. The detailed DoS analysis revealed that the varying electronic configuration due to the co-swapping of Ti and Mn significantly uplifts the electronic conductivity of the NVMTP/C cathode. Further calculation studies clearly indicate lower activation energy for active Na+ hopping and hence faster Na-diffusion thus suggesting that the present NVMTP/C cathode can have definite commercial prospects.
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
刚刚
cc发布了新的文献求助50
1秒前
2秒前
F1120完成签到,获得积分10
2秒前
无极微光应助DONNYTIO采纳,获得20
2秒前
pyyyyyy完成签到,获得积分10
2秒前
羊小毛发布了新的文献求助10
2秒前
chen完成签到,获得积分10
3秒前
李健的小迷弟应助xinl518采纳,获得10
3秒前
黎黎发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
4秒前
南宫清涟应助跑快点采纳,获得20
4秒前
4秒前
4秒前
小宋发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
uss完成签到,获得积分10
5秒前
樂樂完成签到 ,获得积分10
5秒前
和和睦睦完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
coco完成签到,获得积分10
8秒前
wang发布了新的文献求助10
8秒前
平常墨镜完成签到,获得积分20
8秒前
烦躁Y完成签到,获得积分10
8秒前
畅行发布了新的文献求助10
8秒前
优美寒松发布了新的文献求助10
8秒前
昏睡的蟠桃应助漫天繁星采纳,获得260
9秒前
该饮茶了发布了新的文献求助10
9秒前
魏魏发布了新的文献求助10
9秒前
勤奋旭尧完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
没天赋发布了新的文献求助10
10秒前
奋斗的越彬完成签到,获得积分10
10秒前
咖喱完成签到,获得积分10
11秒前
lhOAQ发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
高分求助中
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 720
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5588167
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4671269
关于积分的说明 14786547
捐赠科研通 4624667
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2531667
邀请新用户注册赠送积分活动 1500268
关于科研通互助平台的介绍 1468240