Hierarchical MXene‐Derived NTP/C Nanohybrids for Cryogenic Sodium‐Ion Batteries

材料科学 电解质 阳极 储能 纳米技术 相间 电导率 离子电导率 碳纳米管 碳纤维 渗透(认知心理学) 电极 化学工程 快离子导体 纳米颗粒 离子 电化学 联轴节(管道) 锂离子电池的纳米结构 阴极 离子键合 工作(物理) 导电体
作者
M. Sai Bhargava Reddy,M. Zaid,S Das,Sooryadas Sudhakaran,Shampa Aich,Vilas G. Pol
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (52)
标识
DOI:10.1002/adfm.76436
摘要

ABSTRACT Sodium‐ion batteries (SIBs) are attractive for large‐scale energy storage owing to sodium abundance and low cost, yet their deployment in cold environments is severely hindered by sluggish Na + kinetics, poor electronic conductivity of anode materials, and electrolyte solidification leading to impedance rise at sub‐zero temperatures. Here, we report an integrated electrode–electrolyte strategy that enables reliable sodium‐ion storage down to −40°C. A hierarchical NaTi 2 (PO 4 ) 3 /C (NTP/C) nanohybrid is synthesized via in situ oxidative phosphate conversion of Ti 3 C 2 T x MXene, yielding ultrasmall NASICON‐type NTP domains uniformly anchored on a conductive, carbide‐derived carbon framework. This hybrid architecture establishes continuous ion–electron percolation networks, suppresses interfacial polarization, and promotes dominant pseudocapacitive charge storage (∼82% at 0.7 mV s −1 ), while maintaining favorable Na + diffusivities. Coupling the NTP/C anode with a low‐viscosity ether‐based electrolyte preserves ionic conductivity and forms an inorganic‐rich, NaF‐stabilized solid electrolyte interphase (SEI) at low temperature, further mitigating kinetic and interfacial limitations. As a result, the cell delivers 150 mAh g −1 at −40°C (0.1 C), retains ∼110 mAh g −1 at 0.5 C, and exhibits excellent long‐term stability. This work demonstrates a generalizable MXene‐derived design paradigm for SIBs and provides mechanistic insights into cryogenic ion storage, thereby advancing sodium‐based energy systems for extreme‐environment applications.
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
zsp完成签到 ,获得积分10
1秒前
丫丫完成签到,获得积分10
5秒前
leeyolo完成签到,获得积分10
7秒前
Likz完成签到,获得积分10
10秒前
15秒前
小幺完成签到 ,获得积分10
15秒前
韩钰小宝完成签到 ,获得积分10
19秒前
wqdoctor完成签到 ,获得积分10
21秒前
DH完成签到 ,获得积分10
21秒前
lzs123发布了新的文献求助10
26秒前
Arctic完成签到 ,获得积分10
30秒前
plant完成签到,获得积分0
33秒前
mikeboying完成签到 ,获得积分10
36秒前
lzs123完成签到,获得积分20
40秒前
睿O宝宝O发布了新的文献求助10
41秒前
Murphy完成签到,获得积分10
41秒前
0323完成签到 ,获得积分10
43秒前
46秒前
沫荔完成签到 ,获得积分10
48秒前
刘濮源完成签到,获得积分10
50秒前
赘婿应助雇凶暗杀蛋饺采纳,获得10
50秒前
zhang完成签到,获得积分10
53秒前
沈米米完成签到,获得积分10
56秒前
听书人完成签到,获得积分10
58秒前
aajhajkahna应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
onw完成签到 ,获得积分10
1分钟前
等待冰之完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
AA完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乔杰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
纯真的梦竹完成签到,获得积分10
1分钟前
w0r1d完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Biscuit完成签到 ,获得积分10
1分钟前
你都至少信我八分吧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ARIA完成签到 ,获得积分10
1分钟前
赘婿应助[刘小婷]采纳,获得30
1分钟前
拼搏盼山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
玛斯特尔完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
Social Psychology (第二版) 700
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 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 7612955
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9188259
关于积分的说明 19683746
捐赠科研通 7186188
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3270770
关于科研通互助平台的介绍 2434302
邀请新用户注册赠送积分活动 2265667