零菌株Na₃ V₂ (PO₄ ) ₂ F₃ @Rgo/CNT复合材料作为具有超高速率性能的Na-Ion电池的宽温度耐受性阴极

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.
• 目前的SIB面临速度能力,循环稳定性和在变化温度下的性能方面的限制.

研究的目的:

• 为SIBs构建一个分层的复合阴极.
• 为了研究复合材料的Na+储存机制.
• 评估复合材料的电化学性能,特别是在可变温度下.

主要方法:

• 一个层次的Na3V2(PO4)2F3 (NVPF) @减少的氧化石墨烯 (rGO) /碳纳米管 (CNT) 复合物的合成 (NVPF@rGO/CNT).
• 综合性表征,以了解Na+储存机制.
• 用硬碳阳极和NVPF@rGO/CNT阴极组装和测试一个完整的SIB电池.

主要成果:

• 该NVPF@rGO/CNT复合体呈现出一个0D NVPF纳米粒子结构,被一个3D rGO/CNT导电网络覆盖.
• 复合材料表现出快速的离子/电子传输和优异的结构稳定性,温度在-40-50°C之间.
• 一个完整的电池在0.2°C下达到105.2 mAh g-1的容量,能量密度为242.7 Wh kg-1.

结论:

• 开发的NVPF@rGO/CNT复合物有效地应对SIB的挑战,提供卓越的性能.
• 独特的结构增强了离子和电子导电性,减少了扩散距离.
• 这项研究为SIBs开发高能量和功率密度阴极材料提供了洞察力.