在NASICON-Na1+xVxTi2-x(PO4)3阴极中解锁多电子反应,通过协同的DFT和实验方法
相关实验视频
Updated: Jan 13, 2026

08:44
Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate
Published on: February 23, 2016
9.2K
Jing Yang1,2, Yizheng Zhang3, Yiran Zheng1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, School of Physics, South China Normal University, Guangzhou 510006, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 10, 2026
概括
在NASICON型离子电池阴极中优化/比可以提高电化学性能. 该Na1.6V0.6Ti1.4(PO4)3组合显示出优异的容量保留和循环稳定性,用于先进的离子电池.
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) 是离子电池的有希望的替代品,因为的丰富性和低成本.
- 基于的酸盐,特别是NASICON型的Na1+xVxTi2-x(PO4) 3,显示出作为SIB阴极材料的潜力,但由于的反应性和更高含量更低的容量,其容量因的反应性和更低的容量而色.
- 调整V/Ti比对于优化SIB中的阴极性能至关重要.
研究的目的:
- 系统调整NASICON类型Na1+xVxTi2-x(PO4)3中的V/Ti比,以创建SIB的优化阴极材料.
- 研究Na2VTi(PO4) 的晶体结构和电化学性能3.4.
- 为设计高性能,寿命长的SIB阴极材料提供理论和实验指导.
主要方法:
- 用密度函数理论 (DFT) 的计算来预测电压高原和相位稳定性.
- 在NASICON型的Na1+xVxTi2-x(PO4)3.4中对V/Ti比率进行系统调整.
- 实验电化学测试,包括循环性能,速率能力和结构分析.
主要成果:
- DFT预测Na2VTi(PO4) 3的体积变化很小 (∼6.89%),表明结构稳定性良好.
- 较高的含量增强了V2+/3+和V3+/4+的氧化还原活性,通过多电子反应提高了特定容量.
- 最佳组合,Na1.6V0.6Ti1.4(PO4) 3,在0.2°C下提供了144.83mAhg-1的初始放电容量,在500个循环中保持了92.42%的容量,表现出极好的速率性能和循环可逆性.
结论:
- 在NASICON型酸盐中和氧化还原对之间的协同作用是实现高性能SIB阴极的关键.
- 优化的Na1.6V0.6Ti1.4(PO4)3组成为高容量,长寿命的离子电池提供了一个有前途的解决方案.
- 这项研究为下一代储能系统的先进阴极材料的合理设计提供了宝贵的见解.
更多相关视频
07:55Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering
Published on: April 17, 2018
13.2K
10:15Solar-Driven Electrochemical Green Fuel Production from CO2 and Water Using Ti3C2Tx MXene-Supported CuZn and NiCo Catalysts
Published on: November 7, 2025
434