Cu2+替代调节Na3V2(PO4)3与固体SEI膜进行优越的电化学性能
Zhenbo Peng1, Bifen Chen1, Shan Yu1
1Ningbo Key Laboratory of High Performance Petroleum Resin Preparation Engineering and technology, Ningbo Polytechnic, Ningbo, 315800, China. zpengnbpt@163.com.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|February 19, 2025
概括
这项研究提高了离子电池阴极使用铜合酸和酸被包裹在碳纳米管. 这种双优化提高了先进的能源存储的导电性和性能.
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 (SIB) 对电网规模的储能充满希望.
- Na3V2(PO4) 3 (NVP) 是一种潜在的阴极材料,但其离子和电子导电性较差.
- 提高导电性对于高性能SIB阴极至关重要.
研究的目的:
- 为了提高Na3V2(PO4) 3 (NVP) 的电化学性能,用于离子电池.
- 解决NVP中较差的离子和电子导电性的局限性.
- 引入一种新的双优化策略,使用Cu2+兴奋剂和碳纳米管 (CNT) 包装.
主要方法:
- 合成的Cu2+合的NVP具有富含Na的组成 (Na3+xV2-yCuy(PO4) 3).
- 用管状碳纳米管 (CNTs) 包裹了杂的NVP粒子.
- 描述了材料的结构,形态和电化学特性,包括*in situ*EIS测量.
主要成果:
- 在V3+位点的Cu2+兴奋剂通过p型兴奋剂改善了电子导电性,并扩大了Na+迁移通道.
- 富含Na的方案提供了更活跃的Na+并保持了电荷完整性.
- CNTs形成了导电框架,增强了电子传输,并增加了活性物质与电解质的接触.
- 优化的Na3.07V1.93Cu0.07(PO4)3@CNTs阴极表现出极好的速率能力,在0.1°C时提供124.2mAhg-1和10°C时提供101.9mAhg-1.
- 证实了稳定的SEI形成,确保了电极的稳定性.
结论:
- 2+兴奋剂和CNT包装的双优化策略有效地提高了NVP的离子和电子导电性.
- 富含的 Cu-doped NVP@CNTs 材料在离子电池应用中表现出卓越的速率能力和稳定性.
- 这种方法为开发下一代储能系统的高性能阴极材料提供了一个有希望的途径.
