Unusual Case of Higher Cyclic Stability at a Wider Voltage Window in Sodium Vanadium Phosphate

材料科学 阴极 介孔材料 阳极 化学工程 碳纤维 单斜晶系 离子 磷酸盐 电极 结晶学 化学 催化作用 复合材料 物理化学 晶体结构 复合数 有机化学 冶金 工程类
作者
P. Laxman Mani Kanta,N. Lakshmi Priya,Prajeet Oza,M. Venkatesh,Satyesh Kumar Yadav,Bijoy Das,G. Sundararajan,R. Gopalan
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (11): 12581-12592 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acsaem.1c02367
摘要

NASICON-type Na3V2(PO4)3 is a promising cathode material for sodium-ion batteries (SIBs). However, large-scale synthesis of Na3V2(PO4)3 with a robust microstructure favoring enhanced sodium-ion storage, which is crucial for commercial usage as an electrode for SIBs, is still illusive. In this work, in situ carbon-coated Na3V2(PO4)3 (C-NVP) nanoparticles embedded in a three-dimensional mesoporous carbon matrix has been prepared by the scalable microwave-assisted sol–gel route. It delivers stable specific capacities of ∼112 and ∼102 mA h g–1 at 0.1 and 1 C-rates (1 C = 118 mA g–1), respectively, in the potential window of 2.3–3.9 V versus Na/Na+. In a wider potential window of 1.2–3.9 V, C-NVP shows reversible insertion/extraction of ∼2.4 moles of Na+ ions corresponding to a specific capacity of ∼143 mA h g–1, with 75% capacity retention after 500 cycles at 1.0 C-rate. We attribute such unusual stability at higher moles of Na+-ion insertion to the ability of nanocrystallites to freely expand against mesoporous carbon as Na3V2(PO4)3 converts to Na4V2(PO4)3. Moreover, a symmetric full cell using C-NVP as both cathode and anode shows excellent cyclability and rate performance, with a high specific capacity of 50 mA h g–1 at 2 A g–1 stable for >10,000 cycles, corresponding to specific energy and power density of 88 W h kg–1 and 3504 W kg–1, respectively. A proto-type pouch cell (symmetric full cell) delivers 7 mA h capacity at 0.1 A g–1. The scalable microwave-assisted sol–gel route provides a robust solution for the large-scale synthesis of C-NVP with superior sodium-ion storage performance.
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
SciGPT应助当余之从师也采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
李爱国应助YoYo采纳,获得10
1秒前
潇洒觅山发布了新的文献求助20
1秒前
1秒前
2秒前
想不起来名字完成签到,获得积分10
2秒前
慕青应助zky采纳,获得10
2秒前
大模型应助菠菜采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
晓晓完成签到,获得积分10
4秒前
mmm21完成签到,获得积分10
4秒前
初景应助医路前行采纳,获得20
4秒前
4秒前
不羡完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
摇摇七喜发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
邓老师发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
硬膜之下完成签到,获得积分10
6秒前
酷波er应助竣嘟假嘟采纳,获得10
6秒前
Ayan发布了新的文献求助10
7秒前
失眠白枫完成签到 ,获得积分20
7秒前
7秒前
8秒前
camile发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
星辰大海应助苏辰采纳,获得10
9秒前
凌寻冬发布了新的文献求助10
10秒前
张欣完成签到 ,获得积分20
11秒前
Akim应助乐观的冷松采纳,获得10
11秒前
李爱国应助wjh采纳,获得10
11秒前
快乐慕灵完成签到,获得积分10
11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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Surgical Ergonomic Pilot Study Using a Posture Biofeedback Device in Rhinology: A MultiPhase Quality Improvement Study 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7691759
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9253303
关于积分的说明 19981090
捐赠科研通 7264582
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3291077
关于科研通互助平台的介绍 2447303
邀请新用户注册赠送积分活动 2296222