与CeO2涂层同时修改双替换,提高了高性能离子电池的性能
Que Huang1, Chenghao Qian2, Changcheng Liu2
1School of Environment and Safety Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi, People's Republic of China; Institute of Advanced Energy Materials and Systems, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi, People's Republic of China; School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410010, Hunan, People's Republic of China.
Journal of colloid and interface science
|October 21, 2023
概括
这项研究通过用和改造酸 (Na3V2(PO4) 3) 来提高离子电池的性能. 由此产生的复合材料显示了提高的导电性和优良的循环稳定性,用于储能应用.
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:
- 酸 (Na3V2(PO4) 3或NVP) 是由于其稳定的结构,对于离子电池来说是一个有前途的聚离子化合物.
- 然而,NVP固有的电子导电性较低,这限制了其实际应用.
- 提高导电性对于提高基于NVP的材料的电化学性能至关重要.
研究的目的:
- 改善Na3V2的离子和电子导电性,以提高离子电池的性能.
- 研究使用Ce3+和Mo6+,以及CeO2覆盖剂对NVP电化学性能的兴奋剂的协同效应.
- 为了评估修改后的NVP复合材料的速度能力和循环稳定性.
主要方法:
- 通过化学修饰,合成一种经过修饰的NVP复合物Na3V1.79Ce0.07Mo0.07(PO4) 3/C@8wt.%CeO2 (CeMo0.07@8wt.%CeO2).
- 加入更大的半径Ce3+来扩大晶体通道并增加Na+运输.
- 引入Mo6+用于n型兴奋剂以改善电子传输,并引入CeO2覆盖以进一步提高电子导电性和稳定性.
主要成果:
- 该CeMo0.07@8wt.%CeO2复合材料显示显著提高了电子导电性.
- 该材料在1°C时产生了113.4mAh/g的容量,在150个循环后保持了80.3%.
- 观察到出色的速率能力,在10C时的容量为84.7 mAh/g,在40C时的容量为76 mAh/g,在不对称的全电池中表现出色.
结论:
- 协同修改策略有效地解决了NVP的低导电性问题.
- CeMo0.07@8wt.%CeO2复合材料表现出优越的速度和循环性能,使其成为离子电池的可行候选人.
- 开发的材料显示了实际储能应用的巨大潜力.
