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Alkaline earth metal vanadates as sodium-ion battery anodes

阳极 电化学 电池(电) 钠离子电池 储能 插层(化学) 材料科学 无机化学 碱土金属 离子 电极 金属 化学工程 化学 冶金 法拉第效率 物理化学 功率(物理) 有机化学 工程类 物理 量子力学
作者
Xiaoming Xu,Chaojiang Niu,Manyi Duan,Chongmin Wang,Lei Huang,Junhui Wang,Liting Pu,Wenhao Ren,Changwei Shi,Jiasheng Meng,Bo Song,Liqiang Mai
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:8 (1) 被引量:137
标识
DOI:10.1038/s41467-017-00211-5
摘要

Abstract The abundance of sodium resources indicates the potential of sodium-ion batteries as emerging energy storage devices. However, the practical application of sodium-ion batteries is hindered by the limited electrochemical performance of electrode materials, especially at the anode side. Here, we identify alkaline earth metal vanadates as promising anodes for sodium-ion batteries. The prepared calcium vanadate nanowires possess intrinsically high electronic conductivity (> 100 S cm −1 ), small volume change (< 10%), and a self-preserving effect, which results in a superior cycling and rate performance and an applicable reversible capacity (> 300 mAh g −1 ), with an average voltage of ∼1.0 V. The specific sodium-storage mechanism, beyond the conventional intercalation or conversion reaction, is demonstrated through in situ and ex situ characterizations and theoretical calculations. This work explores alkaline earth metal vanadates for sodium-ion battery anodes and may open a direction for energy storage.
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