增强的还氧化动力学使Na₃V₂(PO₄)₃在低温下通过阴离子替换和多壁碳纳米管交叉连接获得卓越的性能

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) 对电网存储具有前景.
• Na3V2(PO4) 3 (NVP) 是一种潜在的正极材料,但在低温下性能不佳.
• 缓慢的离子迁移和低导电性阻碍了NVP的周期稳定性和速率能力.

研究的目的:

• 为了提高SIB的NVP阴极的电化学性能.
• 改进NVP的离子扩散和电子导电性.
• 为了实现卓越的循环稳定性和速度能力,特别是在低温下.

主要方法:

• 在NVP结构中部分 (K) 替代.
• 多壁碳纳米管 (MWCNT) 交叉连接,以提高导电性.
• 电化学测试,包括在各种温度下循环稳定性和速率能力.

主要成果:

• Na3-KxV2(PO4)3@C/MWCNT阴极表现出极好的容量保留 (79.4%在20°C的2000个循环后).
• 观察到显著的低温性能,提供89.7%,73.5%和64.8%的状态在1,2,3°C和-20°C.
• 改进的电子导电性和离子扩散动力学导致电化学极化减少,并提高了氧化还原可逆性.

结论:

• 在SIB中,K兴奋剂和MWCNT杂交有效地提高了NVP阴极性能.
• 经过修改的NVP阴极表现出卓越的周期稳定性和速率能力,特别是在低温下.
• 该战略强调了纳西康型阴极改造在先进的储能应用中的潜力.