Fe-rich pyrophosphate with prolonged high-voltage-plateaus and suppressed voltage decay as sodium-ion battery cathode

材料科学 离子 阴极 相(物质) 电池(电) 电压 钠离子电池 焦磷酸盐 Atom(片上系统) 高原(数学) 分析化学(期刊) 化学物理 原子物理学 热力学 阳极 化学 电极 核磁共振 电气工程 物理化学 物理 数学分析 功率(物理) 数学 有机化学 法拉第效率 色谱法 计算机科学 嵌入式系统 工程类
作者
Juan Wang,Weihao Zeng,Jiawei Zhu,Fanjie Xia,Hongyu Zhao,Weixi Tian,Tingting Wang,Yixin Zhang,Shaojie Zhang,Shichun Mu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:116: 108822-108822 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108822
摘要

Fe-based polyanionic materials are potential cathode candidates for sodium-ion batteries, however, voltage decay and cycling stability become main challenges for practical applications. Besides, the mechanism of phase transition during charge/discharge processes is still unclear. Herein, the Fe-rich phase Na1.4Fe1.3P2O7 with Na/Fe atom vacancies is constructed, showing robust voltage decay suppression and a larger ratio of the plateau length (6:1) at 3.0 and 2.5 V than that of the conventional Na-rich phase Na2FeP2O7 (2.5:1). After 650 cycles at 1 C, the capacity and average voltage retentions of Fe-rich phase are 84 % and 95 %, respectively, much higher than that of Na-rich phase (12 % and 61 %). Furthermore, Mössbauer spectra unveil that, during discharge processes at high voltages, more Fe3+reduction in Fe-rich phase is the intrinsic reason for larger plateau length and lower voltage decay. Density functional theory (DFT) calculation results demonstrate that the higher reduction ability of Fe3+ in Fe-rich phase at high voltages is due to the better reversibility of the two-phase transition between β-NaFeP2O7 and Fe-rich phase than that between β-NaFeP2O7 and Na-rich phase. These allow Fe-rich phase with higher energy densities, lower voltage decay and better cycling stability at high voltage plateaus. Our work provides a new idea for safe design, low-cost and long cycle life sodium ion cathode battery materials.
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
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
1秒前
连夜雪完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
大方的莫言完成签到 ,获得积分10
1秒前
未晚完成签到,获得积分10
1秒前
ANK完成签到,获得积分10
1秒前
tiptip应助yanyan采纳,获得10
1秒前
希望天下0贩的0应助yanyan采纳,获得10
1秒前
小艾同学发布了新的文献求助10
2秒前
SYC完成签到,获得积分10
2秒前
赵陌陌完成签到,获得积分10
2秒前
大方鹤发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
壮观哈密瓜完成签到 ,获得积分10
3秒前
xiaoyu_li完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI2S应助沉默夜天采纳,获得10
3秒前
ZHANG完成签到,获得积分10
4秒前
一一完成签到,获得积分10
4秒前
好事成双发布了新的文献求助10
5秒前
li完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
哇哈哈哈完成签到,获得积分10
5秒前
schnappi完成签到,获得积分10
6秒前
渤海少年发布了新的文献求助10
6秒前
JIEJIEJIE完成签到,获得积分10
6秒前
pluto完成签到,获得积分0
6秒前
CodeCraft应助安xx采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.2应助htt采纳,获得10
7秒前
顺利的谷菱完成签到,获得积分10
7秒前
呼君伟完成签到,获得积分10
8秒前
老年人完成签到,获得积分10
8秒前
jing发布了新的文献求助10
8秒前
贪玩果汁完成签到,获得积分10
8秒前
呼呼呼完成签到,获得积分10
8秒前
英俊的铭应助侯伟玮采纳,获得10
9秒前
在写了完成签到,获得积分10
9秒前
壮观哈密瓜关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
林非鹿完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013718
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7585223
关于积分的说明 16143045
捐赠科研通 5161263
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763570
邀请新用户注册赠送积分活动 1743713
关于科研通互助平台的介绍 1634431