用于离子电池的Nb5+化Na3V2(PO4) 3阴极材料的制备
Jingming Wan1, Xu Yang2, Tian Xia2
1Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 19, 2024
概括
这项研究通过用Nb5+和碳涂层对Na3V2(PO4) 3 (NVP) 阴极材料进行注,以提高离子电池的性能. 经过修改的NVP@C@Nb0.15阴极显示了提高容量和循环稳定性,用于高效的储能.
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 (SIBs) 是由于的丰富性而成为离子电池的经济有效替代品.
- Na3V2(PO4)3 (NVP) 是一个有前途的SIB阴极材料,具有稳定的NASICON结构,但具有低容量和低循环稳定性.
- 提高阴极材料性能对于推进SIB技术至关重要.
研究的目的:
- 为了改善Na3V2(PO4) 3 (NVP) 的电化学特性,用于离子电池应用.
- 研究碳涂层和Nb5+兴奋剂对NVP阴极性能的影响.
- 开发一种新的高性能阴极材料,用于高效的储能.
主要方法:
- 通过sol-gel方法对Na3V2(PO4)3 (NVP) 进行Nb5+兴奋剂和碳涂层.
- 使用XRD,SEM,拉曼和BET分析进行材料表征.
- 通过CV,静电循环,EIS和XPS进行电化学性能评估;由第一原则计算 (VASP,PAW,PBE) 支持.
主要成果:
- Nb5+合剂和碳涂层导致了具有增强结构完整性和电化学性能的NVP@C@Nb0.15.
- NVP@C@Nb0.15实现了114.27 mAhg-1的初始放电容量,在0.5C的500个循环后保留了106.38 mAhg-1 (90.22%的保留).
- 第一原则计算表明,在Nb兴奋剂后,电子流动性得到改善,有效质量减少.
- 复合材料具有低电阻,高容量,并增强了Na+离子和电子传输.
结论:
- NVP@C@Nb0.15复合材料表现出卓越的电化学性能,包括高容量和出色的循环稳定性.
- Nb5+合剂和碳涂层协同增强电子导电性,缩短离子扩散长度,减轻体积变化.
- 开发的NVP@C@Nb0.15材料显示出作为一种用于高效的离子能量存储的新型阴极的显著前景.
