富含的酸盐的反位点缺陷 致力于多电子转移和高能效
Heng Zhang1, Zhen-Yi Gu2, Xiao-Tong Wang2
1Department of Chemistry, Northeast Normal University, Changchun, Jilin, 130024, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 9, 2024
概括
研究人员通过用取代,开发了用于离子电池的新阴极材料. 这一策略消除了缺陷,提高了能源效率,并为先进的电池应用实现了更高的能量密度.
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
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 具有 (Na) 超离子导体结构的Na3MnTi(PO4) 3 (NMTP) 阴极具有成本效益,并且在高电压下工作.
- 在NMTP中由Mn-Na抗位缺陷 (Mn-ASD) 引起的电压歇斯底里阻碍了扩散动力学和能源效率.
研究的目的:
- 通过使用电子封闭制约策略来调节Mn-ASD形成.
- 通过抑制Mn迁移来提高Na-离子电池阴极的性能.
主要方法:
- 在NMTP结构中,用 (V) 部分取代 (Ti).
- 研究V和Mn2+之间的电子相互作用以抑制Mn迁移.
- 设计和合成一个富含Na的Na3.5MnTi0.5V0.5(PO4) 3 (NMTVP) 材料.
主要成果:
- V 替代显著增加了空位形成能量和的迁移能量障碍.
- NMTVP阴极表现出增强的氧化还原活性和更高的Na+储存能力.
- 实现了 182.7 mAh g-1 的可逆特定容量和 513.8 Wh kg-1 的特定能量.
- 在30°C时显示能效提高35.5%.
结论:
- 电子封闭抑制策略有效地抑制了Mn-ASD的形成.
- 这种NMTVP材料显示出作为Na-ion电池的高能量密度阴极的前景.
- 这种方法为开发先进的正极材料提供了新的途径.
