清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

High-Entropy Doping Enabling Ultrahigh Power Density for Advanced Sodium-Ion Batteries

兴奋剂 材料科学 离子 锂离子电池的纳米结构 功率密度 纳米技术 熵(时间箭头) 工程物理 化学物理 光电子学 功率(物理) 热力学 电化学 化学 物理 物理化学 电极 有机化学 冶金
作者
Mengjiao Sun,Yongjiang Sun,Hang Ma,Shimin Wang,Qing Liu,Guiquan Zhao,Lingyan Duan,Qiu‐Fen Hu,Qi An,Kun Zeng,Wenjin Huang,Xiaoxiao Zou,Yongxin Yang,Hong Guo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c01312
摘要

Sodium-ion batteries (SIBs), owing to the plentiful sodium resources, are considered a viable large-scale energy storage substitute for lithium-ion batteries. Recently, Na3V2(PO4)2F3 (NVPF) has been increasingly investigated as an SIBs cathode material. However, the development of this cathode material is hindered by low intrinsic electronic conductivity, poor cycling stability at high rates, and low energy density. This work proposes a high-entropy strategy using multielement low-concentration doping to modulate vanadium sites' morphology, band structure, and coordination environment. Density functional theory (DFT) calculations and advanced analysis show that the d orbitals of transition metals introduce additional energy levels, narrowing the band gap from 1.59 to 0.68 eV and enhancing electronic conductivity. Moreover, the high-entropy effect induces fluorine vacancies, V-O bond contraction, sodium-ion rearrangement at Na3 sites, and particle diameter reduction, collectively improving sodium-ion diffusion kinetics and mitigating detrimental phase transitions. As a result, the high-entropy Na3V1.9Fe0.02Ni0.02Co0.02Mg0.02Cr0.02(PO4)2F3 cathode material exhibits a superior energy density of 460.6 W h kg-1 at 0.5C, an exceptional power density of 15.3 kW kg-1 at 100C, and a capacity retention of 70.5% at 50C after 12,000 cycles. More importantly, the insights obtained here represent significant scientific and technological advancements for the next generation of advanced 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
19秒前
dylanqy发布了新的文献求助30
24秒前
39秒前
优雅山柏发布了新的文献求助10
43秒前
48秒前
zoe完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王_123123123123w完成签到 ,获得积分10
1分钟前
dylanqy完成签到,获得积分10
1分钟前
huangzsdy完成签到,获得积分10
1分钟前
ChiHiRo9Q完成签到,获得积分10
1分钟前
baroque完成签到 ,获得积分10
2分钟前
研友_VZG7GZ应助苔藓采纳,获得10
2分钟前
3分钟前
苔藓发布了新的文献求助10
3分钟前
科研通AI5应助ma采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
ma发布了新的文献求助10
3分钟前
123完成签到 ,获得积分10
4分钟前
慕青应助百里采纳,获得10
4分钟前
冷傲半邪完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
葛力发布了新的文献求助10
4分钟前
百里发布了新的文献求助10
4分钟前
方白秋完成签到,获得积分10
4分钟前
科研通AI2S应助葛力采纳,获得10
4分钟前
naczx完成签到,获得积分0
4分钟前
5分钟前
vitamin完成签到 ,获得积分10
5分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
5分钟前
直率的笑翠完成签到 ,获得积分10
5分钟前
吕半鬼完成签到,获得积分0
5分钟前
一见憘完成签到 ,获得积分10
5分钟前
知行者完成签到 ,获得积分10
6分钟前
33完成签到 ,获得积分10
7分钟前
迪迦奥特曼完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
长情的兰发布了新的文献求助10
7分钟前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Images that translate 500
引进保护装置的分析评价八七年国外进口线路等保护运行情况介绍 500
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Handbook of Innovations in Political Psychology 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
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 3840848
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3382744
关于积分的说明 10526431
捐赠科研通 3102602
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1708918
邀请新用户注册赠送积分活动 822781
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 773603