Aluminum Doping Enhances Structural Integrity and Electrochemical Performance in NASICON-Type Cathodes for Sodium-Ion Batteries

材料科学 再分配(选举) 密度泛函理论 阴极 电化学 八面体 结构完整性 兴奋剂 氧化还原 化学工程 电压 电荷密度 格子(音乐) 粘结长度 化学物理 纳米技术 相(物质) 晶体结构 分子 结晶学 结构变化 电流密度 晶格常数 无机化学 电池电压 电极 化学 功率密度
作者
Phongsit Krabao,Sujeera Pleuksachat,Natthapong Kamma,Somratchanee Puarsa,Thanayut Kaewmaraya,Songyoot Kaewmala,Wanwisa Limphirat,Nonglak Meethong
出处
期刊:Energy & Fuels [American Chemical Society]
卷期号:40 (1): 857-864 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.energyfuels.5c03311
摘要

In this work, we report the synthesis of aluminum-doped Na4–xVMn1–xAlx(PO4)3/C cathodes via a solid-state reaction and evaluate their structural and electrochemical performances for sodium-ion batteries. Structural analyses reveal that Al incorporation modifies both the long-range lattice and the local coordination of V and Mn sites. Electrochemical results show that although the specific capacity varies nonlinearly with Al content, moderate Al substitution yields smoother voltage profiles, reduced polarization, and markedly enhanced cycling stability, with doped electrodes retaining over 92% of their initial capacity after 500 cycles at 2C. Density functional theory (DFT) calculations further clarify that Al substitution distorts the MnO6 and VO6 octahedra and alters V–O and Mn–O bonding through modified cation–oxygen hybridization. The projected density of states (PDOS) and Bader charge analyses reveal pronounced charge redistribution around V atoms, accounting for the merged redox potentials and improved structural stability. Overall, electrochemically inactive Al3+ substitution effectively stabilizes the NASICON framework and mitigates phase transitions, offering atomic-level insights for the design of durable, high-performance sodium-ion batteries.
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
FashionBoy应助G1997采纳,获得10
1秒前
曹曹完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
安济发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
1213发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
bkagyin应助睡泡泡采纳,获得10
6秒前
英姑应助啥也不会采纳,获得10
6秒前
7秒前
binwu完成签到 ,获得积分10
8秒前
健康的行天完成签到 ,获得积分10
9秒前
orixero应助安济采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
搞笑煎蛋完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
崽崽发布了新的文献求助10
11秒前
ABCD完成签到,获得积分10
11秒前
awa606发布了新的文献求助10
11秒前
1213完成签到,获得积分10
13秒前
qqa发布了新的文献求助10
14秒前
彭彭完成签到,获得积分10
14秒前
wxy发布了新的文献求助10
14秒前
陶醉的斓完成签到,获得积分10
14秒前
zgx完成签到,获得积分10
15秒前
cgsu完成签到,获得积分10
15秒前
DING完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
369ninja发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
Jasper应助YUE采纳,获得10
19秒前
上官若男应助ddd采纳,获得10
20秒前
20秒前
123完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7280782
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8901905
关于积分的说明 18830575
捐赠科研通 6952618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207462
关于科研通互助平台的介绍 2377684
邀请新用户注册赠送积分活动 2182560