高和Na-丰富设计的高能量密度Na3V2(PO4)3/C阴极
Xiang Ding1,2,3, Xiaofen Yang1, Jie Li1
1College of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China.
ACS nano
|December 19, 2024
概括
这项研究使用Na3V2(PO4) 3 (NVP) 的高性兴奋剂来增强离子电池阴极. 这种新的方法提高了先进的离子电池应用的能量密度和稳定性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 对电网存储具有前景.
- Na3V2(PO4) 3 (NVP) 具有稳定的结构,但电导率和能量密度较低.
- 提高NVP的电化学性能对于SIB的发展至关重要.
研究的目的:
- 为了提高Na3V2(PO4) 3阴极的电化学性能.
- 调查高性兴奋剂和富含Na的阶段形成对NVP性能的影响.
- 为SIBs开发一种高能量密度和稳定的正极材料.
主要方法:
- 合成高度合的Na3+xV1.76-y(GaCrAlIn) y(PO4) 3阴极.
- 在现场/外现场表征技术 (例如,XRD,TEM,XPS).
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
- 在半电池和全电池中进行电化学测试 (与硬碳相比).
主要成果:
- 优化的阴极 (Na3.36V1.71(GaCrAlIn) 0.06(PO4) 3) 在40°C时显示出更好的放电能力 (126.8 mA h g-1) 和能量密度 (426.1 W h kg-1).
- 实现了高循环稳定性 (在5000个循环后保持97.4%).
- 通过激活三电子反应 (V5+到V2+),证明了更高的能量密度 (544.3 W h kg-1).
- 全细胞测试产生了高容量 (126.1 mA h g-1) 和能量密度 (417.2 W h kg-1).
结论:
- 高性兴奋剂和富含Na的相位策略有效地提高了NVP阴极性能.
- 开发的材料为高能量密度和稳定的离子电池提供了一个有希望的途径.
- 这种方法代表了SIBs的阴极材料设计的重大进步.
