Realizing Highly Reversible Nb 5+ /Nb 4+ /Nb 3+ Redox Reactions in Bulk NASICON‐NaNbAl(PO 4 ) 3 Anode Under Higher Current Rates

阳极 氧化还原 阴极 材料科学 电流密度 快离子导体 化学工程 同步加速器 无机化学 化学物理 单排替反应 密度泛函理论 储能 导线 电极 纳米技术 普鲁士蓝 化学反应 钠 离子 电化学 电流(流体) 半反应 电子衍射 电迁移
作者
Ayon Phukan,Biplab Patra,Tanushree Acharya,Suraj Halder,Swathy Narayanan,Sheetal Jain,Gopalakrishnan Sai Gautam,Premkumar Senguttuvan
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (19): e10012-e10012 被引量:2
标识
DOI:10.1002/smll.202510012
摘要

ABSTRACT Natrium SuperIonic CONductor (NASICON)‐Nb 2 (PO 4 ) 3 is regarded as a potential anode for sodium‐ion batteries due to its higher storage capacity (∼150 mAh g − 1 ) stemming from two‐electron Nb 5+ /Nb 4+ /Nb 3+ redox. However, the reversibility of Nb 5+ /Nb 4+ /Nb 3+ redox is limited by its structural degradation. Herein, we unveil highly reversible Nb 5+ /Nb 4+ /Nb 3+ redox reactions in bulk NASICON‐NaNbAl(PO 4 ) 3 (NaNbAl) anode. The introduction of Na‐ions via Al 3+ substitution stabilizes the NASICON framework and activates distinct Nb redox couples with Na (de)intercalation, as demonstrated via our density functional theory‐based calculations. This bulk anode delivers capacities up to 90 mAh g − 1 at 5C with 86% retention after 1000 cycles. More significantly, we capture rapid sodium ion (de)intercalation in NaNbAl at high current rates using operando synchrotron X‐ray diffraction which is in agreement with the calculated low migration barriers associated with Na motion within the structure. A full Na‐ion cell (Na 4 V 2 (PO 4 ) 3 ||NaNbAl) achieves an energy density of 201 Wh kg − 1 (based on cathode mass) and retains 84% capacity over 200 cycles at 1C. This study opens new avenues for realizing reversible Nb 5+ /Nb 4+ /Nb 3+ redox in bulk NASICON anodes with suitable chemical substitutions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Yang完成签到,获得积分10
1秒前
博弈发布了新的文献求助10
2秒前
haotianqi完成签到,获得积分10
2秒前
000发布了新的文献求助10
2秒前
十二发布了新的文献求助10
3秒前
Morssax的应助被全没了采纳,获得10
3秒前
3秒前
爆米花的应助被琪凯定理采纳,获得10
3秒前
苏一发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
逸风望发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小蘑菇的应助被岂几2采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
STARRY发布了新的文献求助10
5秒前
Littlefang发布了新的文献求助10
6秒前
打打的应助被英俊的咖啡豆采纳,获得10
7秒前
完美的紊发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Petrichor完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
Mmm发布了新的文献求助10
8秒前
sw关注了科研通微信公众号
8秒前
汉堡包的应助被小天采纳,获得10
8秒前
Luke完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
ppppp发布了新的文献求助10
10秒前
hc发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
李健的应助被陆海的你采纳,获得10
10秒前
今后的应助被awaiskhan采纳,获得10
11秒前
斯利普发布了新的文献求助20
11秒前
小马甲的应助被又是许想想采纳,获得15
12秒前
莓有烦恼完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Comprehensive Medicinal Chemistry IV (4th Edition) 800
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8120985
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9525521
关于积分的说明 21556884
捐赠科研通 7699529
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3415236
关于科研通互助平台的介绍 2541021
邀请新用户注册赠送积分活动 2455486