Elucidating the Impact of Mg Substitution on the Properties of NASICON‐Na3+yV2−yMgy(PO4)3 Cathodes

材料科学 钒 插层(化学) 离子键合 氧化还原 快离子导体 结晶学 离子半径 X射线吸收光谱法 固溶体 离子 分析化学(期刊) 无机化学 电解质 吸收光谱法 物理化学 电极 化学 有机化学 冶金 色谱法 物理 量子力学
作者
Subham Ghosh,Nabadyuti Barman,Eliovardo Gonzalez‐Correa,Madhulika Mazumder,Aryan Zaveri,Raynald Giovine,Alexis G. Manche,Swapan K. Pati,Raphaële J. Clément,Premkumar Senguttuvan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (48) 被引量:21
标识
DOI:10.1002/adfm.202105463
摘要

Abstract Vanadium multiredox‐based NASICON‐Na z V 2− y M y (PO 4 ) 3 (3 ≤ z ≤ 4; M = Al 3+ , Cr 3+ , and Mn 2+ ) cathodes are particularly attractive for Na‐ion battery applications due to their high Na insertion voltage (>3.5 V vs Na + /Na 0 ), reversible storage capacity (≈150 mA h g −1 ), and rate performance. However, their practical application is hindered by rapid capacity fade due to bulk structural rearrangements at high potentials involving complex redox and local structural changes. To decouple these factors, a series of Mg 2+ ‐substituted Na 3+ y V 2− y Mg y (PO 4 ) 3 (0 ≤ y ≤ 1) cathodes is studied for which the only redox‐active species is vanadium. While X‐ray diffraction (XRD) confirms the formation of solid solutions between the y = 0 and 1 end members, X‐ray absorption spectroscopy and solid‐state nuclear magnetic resonance reveal a complex evolution of the local structure upon progressive Mg 2+ substitution for V 3+ . Concurrently, the intercalation voltage rises from 3.35 to 3.45 V, due to increasingly more ionic VO bonds, and the sodium (de)intercalation mechanism transitions from a two‐phase for y ≤ 0.5 to a solid solution process for y ≥ 0.5, as confirmed by in operando XRD, while Na‐ion diffusion kinetics follow a nonlinear trend across the compositional series.

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
Flynn发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
白云发布了新的文献求助10
刚刚
Akim的应助被柔弱又夏采纳,获得10
1秒前
2秒前
热心的雪柳完成签到,获得积分10
2秒前
优美馒头发布了新的文献求助10
2秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
好久不见发布了新的文献求助10
2秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
2秒前
今后的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
3秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
3秒前
Akim的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
十三的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
小马甲的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
orixero的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
田様的应助被Hedy采纳,获得10
3秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
Lucas的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
zhz完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Daya完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
雪白冥王星完成签到,获得积分10
6秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
7秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
田様的应助被LGX采纳,获得10
7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
Energie-Contracting 1500
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Genera Orchidacearum Volume 4: Epidendroideae 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8065290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9487958
关于积分的说明 21344721
捐赠科研通 7633464
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397471
关于科研通互助平台的介绍 2527542
邀请新用户注册赠送积分活动 2435476