A Phase‐Transition–Free Sodium Vanadium Phosphate Cathode via Medium‐Entropy Engineering for Superior Sodium Ion Batteries

材料科学 离子 阴极 磷酸盐 无机化学 相变 化学工程 热力学 冶金 有机化学 物理化学 化学 物理 工程类
作者
Xiaohui Wu,Wenjun Jiang,Chen Dai,Lizhong Liu,Yun Chai,Ming‐Jun Zhao,Langshen Yang,Yuan Lin,Yi Zhao,Wei Huang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/adma.202414358
摘要

Abstract Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 , based on multi‐electron reactions between V 3+ /V 4+ /V 5+ , is a promising cathode material for SIBs. However, its practical application is hampered by the inferior conductivity, large barrier of V 4+ /V 5+ , and stepwise phase transition. Herein, these issues are addressed by constructing a medium‐entropy material (Na 3.2 V 1.1 Ti 0.2 Al 0.2 Cr 0.2 Mn 0.2 Ni 0.1 (PO 4 ) 3 , ME‐NVP) with strong ME─O bond and highly occupied Na2 sites. Benefiting from the medium‐entropy effect, ME‐NVP manifests a phase‐transition–free reaction mechanism, two reversible plateaus at 3.4 (V 3+ /V 4+ ) and 4.0 V (V 4+ /V 5+ ), and small volume change (2%) during Na + insertion/extraction processes, as confirmed by comprehensive in/ex situ characterizations. Moreover, kinetics analysis illuminates the superior Na + diffusion ability of ME‐NVP. Thus, the ME‐NVP cathode realizes remarkable rate capability of 67 mA h g −1 at 50C and a long‐term lifespan over 10 000 cycles (capacity retention of 81.3%). Theoretical calculations further illustrate that the weak binding of Na + ion in the channel is responsible for the rapid Na + diffusion, accounting for the superior reaction kinetics. Moreover, rigid MEO 6 octahedral and feasible rearrangement of Na + ions can suppress the phase transition, thus endowing an ultrastable ME‐NVP cathode. This work highlights the significant role of medium‐entropy engineering in advancing the output voltage, cycling stability, and rate capability of polyanionic cathodes.
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
wyx发布了新的文献求助30
1秒前
SciGPT应助学术蝗虫采纳,获得10
1秒前
jks完成签到 ,获得积分10
5秒前
Steven发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
传奇3应助wyx采纳,获得10
20秒前
学术蝗虫发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
23秒前
杨y123发布了新的文献求助10
27秒前
dsdjsicj发布了新的文献求助10
28秒前
上官若男应助内向绿竹采纳,获得10
28秒前
纤尘cc完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
tzj发布了新的文献求助10
29秒前
苹果果汁发布了新的文献求助10
34秒前
杨y123完成签到,获得积分10
37秒前
科研通AI5应助纤尘cc采纳,获得10
37秒前
38秒前
汉堡包应助萨芬撒采纳,获得10
39秒前
41秒前
学术蝗虫完成签到,获得积分10
42秒前
在封我就急眼啦完成签到,获得积分10
46秒前
南星完成签到 ,获得积分10
46秒前
48秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
49秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
50秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
冰魂应助科研通管家采纳,获得30
50秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
50秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778595
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324214
关于积分的说明 10217445
捐赠科研通 3039397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668060
邀请新用户注册赠送积分活动 798494
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385