在现场构建超快离子通道,以促进纳米-Na3V2的高速循环稳定性
Ruili Zhang1, Yanwen Hu1, Jingjing Li2
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Laboratory of Structure and Functional Regulation of Hybrid Materials of Ministry of Education, Anhui University, Hefei 230601, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|January 3, 2024
概括
我们开发了一种新方法,将二酸 (Na3V2(PO4) 3) 阴极材料封装在半孔碳通道中. 这一策略显著提高了先进电池应用的速率容量和长期周期稳定性.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 在碳中封装纳米材料可以增强阴极稳定性,但由于有限的离子传输,通常会损害速率容量和耐用性.
- 优化离子运输通道和离子吸附点对于改善阴极材料中的伪电容反应至关重要.
研究的目的:
- 为封装纳米-Na3V2(PO4) 3阴极材料开发一个结合体受限的生长策略.
- 研究不同碳通道结构 (微孔,中孔,宏孔) 对电化学性能的影响.
- 确定最佳的碳通道,同时提高速率能力和高速率循环稳定性.
主要方法:
- 在各种碳通道结构中封装纳米-Na3V2(PO4) 3 的合体受限生长策略.
- 制造微孔 (Micr-NVP/C),中孔 (Mes-NVP/C) 和宏孔 (Macr-NVP/C) 碳封装材料.
- 电化学测试,包括100°C的速率能力和20°C的周期稳定性5000个周期.
主要成果:
- 半孔碳通道 (Mes-NVP/C) 提供了不受阻碍的离子/电荷传输和灵活的遮掩剂,从而实现了卓越的性能.
- Mes-NVP/C在100°C时实现了70mAhg-1的排放特异性容量,超过了Micr-NVP/C和Macr-NVP/C的性能.
- 在20°C的5000个循环后,Mes-NVP/C表现出了90.48%的优异容量保留.
结论:
- 结合体受限增长策略有效优化碳通道结构,以提高阴极性能.
- 半孔碳通道对于同步提高Na3V2(PO4) 的速率容量和高速率循环稳定性是最佳的3.4.
- 这种方法对开发具有快速充电和长周期寿命的先进阴极材料充满希望.
