Exceptionally high-energy tunnel-type V1.5Cr0.5O4.5H nanocomposite as a novel cathode for Na-ion batteries

纳米复合材料 材料科学 阴极 离子 光电子学 工程物理 纳米技术 电气工程 工程类 量子力学 物理
作者
Wonseok Ko,Jung‐Keun Yoo,Hyunyoung Park,Yongseok Lee,Inyeong Kang,Jungmin Kang,Jae Hyeon Jo,Ji Ung Choi,Jihyun Hong,Seung‐Taek Myung,Jongsoon Kim
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:77: 105175-105175 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105175
摘要

We report a tunnel-type V1.5Cr0.5O4.5H/carbon-nanotube (T-VCr/C) nanocomposite as a new high-energy cathode material for sodium-ion batteries. Structural analyses using Rietveld refinement and bond-valence-energy landscape analysis based on X-ray diffraction reveal the Na+ diffusion paths and possible atomic sizes of Na+ in the V1.5Cr0.5O4.5H structure. Through combined studies using first-principles calculations and various experimental techniques, we confirm that the T-VCr/C nanocomposite delivers a large specific capacity of ~306 mAh g−1, corresponding to 2 mol Na+ de/intercalation at 15 mA g−1, with an average operation voltage of ~2.5 V (vs. Na+/Na) in the voltage range of 1.0–4.0 V based on reversible V3+/V4+ and Cr3+/Cr4+ redox reactions. Even at 900 mA g−1, the T-VCr/C nanocomposite retains a specific capacity of ~214.9 mAh g−1, corresponding to ~70.2% of the capacity measured at 15 mA g−1. Furthermore, over 100 cycles at 300 mA g−1, the T-VCr/C nanocomposite exhibits capacity retention of ~77.1% compared with the initial capacity. Operando/ex-situ X-ray diffraction and X-ray absorption spectroscopy analyses reveal the small structural change of NaxV1.5Cr0.5O4.5H (0 ≤ x ≤ 2) during Na+ de/intercalation based on V4+/V3+ and Cr4+/Cr3+ redox reaction, leading to the outstanding electrochemical performance of the T-VCr/C nanocomposite.

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
兴奋的若菱完成签到 ,获得积分10
1秒前
李健应助光亮的慕梅采纳,获得10
2秒前
2秒前
JamesPei应助高兴的风华采纳,获得10
3秒前
爆米花应助wang采纳,获得10
3秒前
Richtofen1225发布了新的文献求助10
4秒前
221完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
科研通AI6.2应助dazzlejj采纳,获得10
4秒前
sunbingyan发布了新的文献求助10
5秒前
今后应助zz采纳,获得10
6秒前
egg2完成签到,获得积分10
8秒前
粗暴的山腮完成签到,获得积分10
8秒前
huohuo完成签到,获得积分10
8秒前
烛南茉离发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
雪饼脆哦发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
时老完成签到 ,获得积分10
12秒前
sandwich完成签到 ,获得积分10
12秒前
jeremypan完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
小鲸发布了新的文献求助10
15秒前
滕越驳回了烟花应助
15秒前
白色花海完成签到,获得积分10
16秒前
HGC完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得20
17秒前
17秒前
17秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得30
18秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
18秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
18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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Propeller Design 1000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 1000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5999035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7491213
关于积分的说明 16091569
捐赠科研通 5143521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2757221
邀请新用户注册赠送积分活动 1732530
关于科研通互助平台的介绍 1630476