A Novel NASICON‐Type Na4MnCr(PO4)3 Demonstrating the Energy Density Record of Phosphate Cathodes for Sodium‐Ion Batteries

材料科学 阴极 快离子导体 能量密度 离子 电解质 磷酸盐 无机化学 电极 物理化学 工程物理 化学 工程类 有机化学 冶金
作者
Jian Zhang,Yongchang Liu,Xudong Zhao,Lunhua He,Hui Liu,Yuzhu Song,Shengdong Sun,Qiang Li,Xianran Xing,Jun Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:32 (11): e1906348-e1906348 被引量:245
标识
DOI:10.1002/adma.201906348
摘要

Abstract Sodium‐ion batteries (SIBs) have attracted incremental attention as a promising candidate for grid‐scale energy‐storage applications. To meet practical requirements, searching for new cathode materials with high energy density is of great importance. Herein, a novel Na superionic conductor (NASICON)‐type Na 4 MnCr(PO 4 ) 3 is developed as a high‐energy cathode for SIBs. The Na 4 MnCr(PO 4 ) 3 nanoparticles homogeneously embedded in a carbon matrix can present an extraordinary reversible capacity of 160.5 mA h g −1 with three‐electron reaction at ≈3.53 V during the Na + extraction/insertion process, realizing an unprecedentedly high energy density of 566.5 Wh kg −1 in the phosphate cathodes for SIBs. It is intriguing to reveal the underlying mechanism of the unique Mn 2+ /Mn 3+ , Mn 3+ /Mn 4+ , and Cr 3+ /Cr 4+ redox couples via X‐ray absorption near‐edge structure spectroscopy. The whole electrochemical reaction undergoes highly reversible single‐phase and biphasic transitions with a moderate volume change of 7.7% through in situ X‐ray diffraction and ex situ high‐energy synchrotron X‐ray diffraction. Combining density functional theory (DFT) calculations with the galvanostatic intermittent titration technique, the superior performance is ascribed to the low ionic‐migration energy barrier and desirable Na‐ion diffusion kinetics. The present work can offer a new insight into the design of multielectron‐reaction cathode materials for SIBs.
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
1秒前
1秒前
谦让玲完成签到,获得积分10
2秒前
言柒完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
pancake发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
Felicity完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
隐形曼青应助云瑾采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
西湖醋鱼完成签到,获得积分10
6秒前
asd发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
helen发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
受伤纲发布了新的文献求助10
10秒前
张欢馨应助圆小异采纳,获得10
10秒前
10秒前
mzhmhy完成签到,获得积分10
11秒前
SciGPT应助zean采纳,获得10
12秒前
惊蛰发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
kimyb发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
Sunshine发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
好好学习完成签到,获得积分10
16秒前
imcwj发布了新的文献求助10
21秒前
24秒前
24秒前
26秒前
美满的灵安完成签到,获得积分20
28秒前
无情碧灵发布了新的文献求助10
30秒前
科研通AI6.3应助Husky采纳,获得10
31秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
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 7569883
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9149927
关于积分的说明 19568672
捐赠科研通 7155534
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3263701
关于科研通互助平台的介绍 2429235
邀请新用户注册赠送积分活动 2253794