高稳定的MWCNT@NVP复合材料作为纳离子电池的阴极材料
Supriya Kadam1, Ranjit Kate1, Ujjwala Chothe1
1Centre for Materials for Electronics Technology (C-MET), Ministry of Electronics and Information Technology (MeitY), Panchavati, Pune 411008, India.
ACS applied materials & interfaces
|July 18, 2023
概括
多壁碳纳米管 (MWCNT) 增强的Na3V2(PO4) 3 (NVP) 阴极显著提高了离子电池的性能. 与原始NVP相比,MWCNT@NVP复合材料具有更高的容量,稳定性和循环寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 是离子电池的一个有希望的替代品.
- 由于其高电压和稳定性,Na3V2(PO4) 3 (NVP) 是SIB的主要阴极材料.
- 提高NVP的电化学性能对于实际的SIB应用至关重要.
研究的目的:
- 研究多壁碳纳米管 (MWCNTs) 对Na3V2(PO4) 3 (NVP) 作为SIBs的阴极材料的电化学性能的影响.
- 将原始NVP的性能与通过固态方法合成的MWCNT@NVP复合材料进行比较.
- 评估开发的正极材料的速率能力,循环稳定性和库伦比效率.
主要方法:
- 使用简单的固态方法合成原始NVP和MWCNT@NVP复合物.
- 形态表征以确认MWCNT分布.
- 电化学阻抗光谱分析Na+离子扩散.
- 静电充放电循环,以评估特定容量,速率性能和循环稳定性.
- 用硬碳阳极制造和测试一个离子全电池.
主要成果:
- 与原始NVP相比,MWCNT@NVP复合物显示出均的MWCNT分布和增强的Na+离子扩散.
- MWCNT@NVP在0.1C下提供了110 mAhg-1的特异性放电容量,在更高的速度下保持稳定的性能.
- 纯净的NVP在较高的电流速度下表现出产能损失,而MWCNT@NVP在10C的2000个周期后仅显示出1%的产能色.
- MWCNT@NVP在10°C的2000个循环后实现了97%的优异库伦比效率和94mAhg-1的可逆容量.
- 一个使用MWCNT@NVP的全电池在C/20时显示出103 mAhg-1的可逆容量.
结论:
- 纳入MWCNT显著提高了NVP作为SIBs的阴极材料的电化学性能.
- 复合MWCNT@NVP提供了更好的速率能力,循环稳定性和容量保留.
- MWCNT@NVP是一种非常有前途的阴极材料,用于先进的离子储能应用.
