An Advanced High‐Entropy Fluorophosphate Cathode for Sodium‐Ion Batteries with Increased Working Voltage and Energy Density

材料科学 快离子导体 阴极 组态熵 离子 阳极 纳米技术 电压 热力学 电解质 电气工程 物理化学 化学 电极 物理 工程类 有机化学
作者
Zhen‐Yi Gu,Jin‐Zhi Guo,Junming Cao,Xiao‐Tong Wang,Xinxin Zhao,Xueying Zheng,Wenhao Li,Zhonghui Sun,Haojie Liang,Xing‐Long Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (14) 被引量:225
标识
DOI:10.1002/adma.202110108
摘要

Impossible voltage plateau regulation for the cathode materials with fixed active elemental center is a pressing issue hindering the development of Na-superionic-conductor (NASICON)-type Na3 V2 (PO4 )2 F3 (NVPF) cathodes in sodium-ion batteries (SIBs). Herein, a high-entropy substitution strategy, to alter the detailed crystal structure of NVPF without changing the central active V atom, is pioneeringly utilized, achieving simultaneous electronic conductivity enhancement and diffusion barrier reduction for Na+ , according to theoretical calculations. The as-prepared carbon-free high-entropy Na3 V1.9 (Ca,Mg,Al,Cr,Mn)0.1 (PO4 )2 F3 (HE-NVPF) cathode can deliver higher mean voltage of 3.81 V and more advantageous energy density up to 445.5 Wh kg-1 , which is attributed by the diverse transition-metal elemental substitution in high-entropy crystalline. More importantly, high-entropy introduction can help realize disordered rearrangement of Na+ at Na(2) active sites, thereby to refrain from unfavorable discharging behaviors at low-voltage region, further lifting up the mean working voltage to realize a full Na-ion storage at the high voltage plateau. Coupling with a hard carbon (HC) anode, HE-NVPF//HC SIB full cells can deliver high specific energy density of 326.8 Wh kg-1 at 5 C with the power density of 2178.9 W kg-1 . This route means the unlikely potential regulation in NASICON-type crystal with unchangeable active center becomes possible, inspiring new ideas on elevating the mean working voltage for SIB 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
晚枫发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI2S应助正直草丛采纳,获得10
3秒前
华仔应助caoshisheng采纳,获得10
5秒前
lxcy0612完成签到,获得积分10
10秒前
打打应助大胆的彩虹采纳,获得10
13秒前
youhua发布了新的文献求助150
13秒前
晚枫完成签到,获得积分10
14秒前
隐形曼青应助饱满泥猴桃采纳,获得10
16秒前
沉默的孤萍完成签到,获得积分10
17秒前
乐观大开发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
20秒前
健康的寄风完成签到,获得积分10
20秒前
顺心醉蝶完成签到,获得积分10
21秒前
chengzhiliu29发布了新的文献求助30
24秒前
Sitroul完成签到,获得积分10
24秒前
约翰威克发布了新的文献求助10
24秒前
zz发布了新的文献求助10
27秒前
iNk发布了新的文献求助200
28秒前
Yy完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
完美世界应助chengzhiliu29采纳,获得30
29秒前
PPP发布了新的文献求助20
30秒前
赘婿应助勤劳的人生采纳,获得10
31秒前
33秒前
zz完成签到,获得积分10
34秒前
云泰悟发布了新的文献求助10
38秒前
39秒前
叶孤城发布了新的文献求助10
40秒前
远方完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
忧郁绣连应助treelet007采纳,获得10
45秒前
46秒前
lazysheep完成签到,获得积分10
49秒前
orixero应助无情的宛儿采纳,获得10
49秒前
wyt完成签到,获得积分10
50秒前
yp完成签到,获得积分20
52秒前
Shuning给Shuning的求助进行了留言
53秒前
勤劳的人生完成签到,获得积分10
55秒前
刻苦的元风完成签到 ,获得积分10
55秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3136697
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2787724
关于积分的说明 7782985
捐赠科研通 2443808
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299415
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625444
版权声明 600954