Active-Site-Specific Structural Engineering Enabled Ultrahigh Rate Performance of the NaLi3Fe3(PO4)2(P2O7) Cathode for Lithium-Ion Batteries

材料科学 电化学 阴极 阳极 密度泛函理论 离子 锂(药物) 结晶学 电极 物理化学 化学 计算化学 有机化学 医学 内分泌学
作者
Li-Ming Zhang,Jingchao Xiao,Junru Wang,Jiemin Dong,Naiqing Ren,Yixuan Li,Bicai Pan,Wen Zhang,Chunhua Chen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (9): 11255-11263 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsami.1c21964
摘要

Iron-based mixed-polyanionic cathode Na4Fe3(PO4)2(P2O7) (NFPP) has advantages of environmental benignity, easy synthesis, high theoretical capacity, and remarkable stability. From NFPP, a novel Li-replaced material NaLi3Fe3(PO4)2(P2O7) (NLFPP) is synthesized through active Na-site structural engineering by an electrochemical ion exchange approach. The NLFPP cathode can show high reversible capacities of 103.2 and 90.3 mA h g-1 at 0.5 and 5C, respectively. It also displays an impressive discharge capacity of 81.5 mA h g-1 at an ultrahigh rate of 30C. Density functional theory (DFT) calculation demonstrates that the formation energy of NLFPP is the lowest among NLFPP, NFPP, and NaFe3(PO4)2(P2O7), indicating that NLFPP is the easiest to form and the conversion from NFPP to NLFPP is thermodynamically favorable. The Li substitution for Na in the NFPP lattice causes an increase in the unit cell parameter c and decreases in a, b, and V, which are revealed by both DFT calculations and in situ X-ray powder diffraction (XRD) analysis. With hard carbon (HC) as the anode, the NLFPP//HC full cell shows a high reversible capacity of 91.1 mA h g-1 at 2C and retains 82.4% after 200 cycles. The proposed active-site-specific structural tailoring via electrochemical ion exchange will give new insights into the design of high-performance cathodes for lithium-ion batteries.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
852应助minic采纳,获得10
刚刚
打铁佬完成签到,获得积分10
5秒前
gjww应助小张同学采纳,获得30
6秒前
17秒前
吃咖喱的蓝牙耳机完成签到,获得积分20
17秒前
20秒前
22秒前
迷你的以珊完成签到 ,获得积分10
24秒前
NeoWu发布了新的文献求助10
25秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
iVANPENNY应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
CWNU_HAN应助科研通管家采纳,获得30
27秒前
27秒前
27秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
28秒前
安静的冬日完成签到,获得积分10
29秒前
小丸子完成签到 ,获得积分10
29秒前
gelinhao完成签到,获得积分10
30秒前
mmmmm发布了新的文献求助10
33秒前
Lumi完成签到,获得积分20
35秒前
35秒前
superzyj完成签到,获得积分10
36秒前
三斤发布了新的文献求助10
39秒前
mmmmm完成签到,获得积分10
43秒前
罗97完成签到,获得积分10
44秒前
44秒前
45秒前
在水一方应助开心的毛豆采纳,获得10
45秒前
46秒前
48秒前
12345发布了新的文献求助10
50秒前
50秒前
51秒前
罗是一完成签到,获得积分10
55秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2392945
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2097132
关于积分的说明 5284386
捐赠科研通 1824829
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910039
版权声明 559943
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486295