Tailoring High-Performance Ternary Transition Metal-Based NASICON-Na(9–2x–3y–4z)MnxVyZrz(PO4)3 Cathodes via Combinatorial Chemical Substitutions

阴极 三元运算 电化学 过渡金属 快离子导体 材料科学 离子 结晶学 物理化学 化学 电解质 电极 计算机科学 催化作用 有机化学 生物化学 程序设计语言
作者
Biplab Patra,Keshav Kumar,Subham Ghosh,Madhulika Mazumder,Swapan K. Pati,Premkumar Senguttuvan
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (7): 3107-3119 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.3c02345
摘要

Sodium superionic conductor (NASICON)-type cathodes are considered promising candidates for long-cycle-life and high-power Na-ion batteries due to their excellent structural stability and Na-ion mobility. While their electrochemical performances have been improved by carbon-coating, particle nanosizing, and chemical tuning strategies, the fundamental understanding of the impact of chemical substitutions is still elusive, which hinders their further development. Herein, we explore a series of micron-sized NASICON-Na(9–2x–3y–4z)MnxVyZrz(PO4)3 [0 ≤ (x, y, z) ≤ 1 and (x + y + z) = 2] cathodes tailored through combinatorial chemical substitutions. Our combined structural and density functional theory studies reveal the complex evolution of (local) crystal and electronic structures, which affects electronic and Na-ion conductivities. Consequently, the Na/V-rich cathodes deliver higher capacities, cycling stabilities, and rate performances compared to those of Na/Mn-rich compositions. More specifically, the micron-sized Na3.5Mn0.75VZr0.25(PO4)3 cathode displays excellent capacity retention and rate capabilities (91.6% retention after 200 cycles and 65 mAh g–1 at 5C). This study highlights the importance of tuning the transition metal substitutions to attain high-performance NASICON cathodes.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
2秒前
boniu发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
相识发布了新的文献求助10
4秒前
zyw发布了新的文献求助10
5秒前
大模型应助外向的烨霖采纳,获得10
5秒前
hbj完成签到,获得积分10
7秒前
桀桀完成签到 ,获得积分10
7秒前
Ya发布了新的文献求助10
10秒前
acffo完成签到 ,获得积分10
12秒前
醉熏的如雪完成签到,获得积分10
12秒前
KK完成签到 ,获得积分20
13秒前
爱静静应助淡然归尘采纳,获得10
13秒前
李健的小迷弟应助Gstar采纳,获得10
14秒前
14秒前
所所应助xh采纳,获得10
15秒前
灵巧的之瑶完成签到,获得积分10
16秒前
万事屋完成签到 ,获得积分10
17秒前
zf完成签到,获得积分10
22秒前
跳跃幻儿发布了新的文献求助10
23秒前
易只千纸鹤完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
CipherSage应助自信河马采纳,获得10
28秒前
~Dreamboat完成签到,获得积分10
29秒前
jlwang发布了新的文献求助10
30秒前
欣喜的薯片完成签到 ,获得积分10
30秒前
33秒前
phy-cg完成签到 ,获得积分10
33秒前
和平星完成签到 ,获得积分10
34秒前
小猛人发布了新的文献求助10
34秒前
Friend_ship完成签到,获得积分10
35秒前
treelet007发布了新的文献求助30
35秒前
Gstar发布了新的文献求助10
37秒前
奋斗尔安应助Glamour_Joy采纳,获得10
40秒前
双黄应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
852应助小猛人采纳,获得10
44秒前
高分求助中
Rock-Forming Minerals, Volume 3C, Sheet Silicates: Clay Minerals 2000
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 910
Development of general formulas for bolted flanges, by E.O. Waters [and others] 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3264309
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2904427
关于积分的说明 8330215
捐赠科研通 2574641
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1399322
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 654476
邀请新用户注册赠送积分活动 633167