Unlocking Ultra‐Long Cycling Stability in Fluorophosphate Cathodes via Electrostatic Interaction Regulation and Enhanced V─O Covalency

材料科学 法拉第效率 阴极 兴奋剂 化学物理 电极 离子 扩散 静电学 化学工程 电导率 共价键 纳米技术 密度泛函理论 结构稳定性 电荷(物理) 碳纤维 工作(物理) 静电相互作用 分子内力 电子结构 碳纳米管 静电 电催化剂 电荷密度
作者
毛增荣,Jiarui Lin,Rui Jiang,Shenghong Yang,Sheng Ouyang,Xiaoyan Shi,Junling Xu,Lianyi Shao,Zhipeng Sun
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e74789-e74789
标识
DOI:10.1002/adma.74789
摘要

ABSTRACT Polyanionic Na 3 (VO) 2 (PO 4 ) 2 F is a promising cathode for sodium‐ion batteries (SIBs) due to its stable structural framework and high operating voltage. However, its practical application is hindered by low electronic conductivity and sluggish Na + diffusion kinetics, which originate from the strong Coulombic attraction between Na + and the framework anions, and the Na + ‐Na + repulsion. In this study, we propose a novel anion engineering strategy involving simultaneous Br doping and Na vacancy. Theoretical and experimental analyses reveal that the partial substitution of O 2− with less electronegative Br − induces local charge redistribution, which enhances V 3d─O 2p orbital hybridization and strengthens V─O covalent bonds, improving structural stability and narrowing bandgap. The resulting charge compensation creates sodium vacancies that alleviate electrostatic repulsion among Na + ions, facilitating Na + diffusion. Moreover, Br doping expands interlayer spacing and mitigates charge transfer resistance. Consequently, the electrode exhibits exceptional long‐term cyclability (62.07 mAh g −1 after 90,000 cycles at 20 C) and superior rate capability (85.93 mAh g −1 at 100 C). The full cell paired with a hard carbon achieves high energy density and excellent cycling stability. This work provides a feasible and effective anionic doping approach for designing long‐life 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
太阳当空照完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
玉米完成签到,获得积分10
1秒前
震动的忆曼完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
小乖完成签到,获得积分10
2秒前
xin发布了新的文献求助30
2秒前
molihuakai应助leo采纳,获得10
2秒前
yycbl完成签到 ,获得积分10
4秒前
Criminology34应助枫叶采纳,获得10
4秒前
gingertea完成签到,获得积分10
4秒前
顺利水桃完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
YYXS完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
高贵振家发布了新的文献求助10
6秒前
dde应助可可采纳,获得10
6秒前
TSW发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Yayoioo完成签到 ,获得积分10
7秒前
Toghter7发布了新的文献求助10
8秒前
奥利奥发布了新的文献求助10
8秒前
ning发布了新的文献求助10
9秒前
Rose完成签到,获得积分10
9秒前
yinsw完成签到,获得积分10
9秒前
luo发布了新的文献求助10
9秒前
专一的幻莲完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
zijin完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
Rose发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
orixero应助饱满若灵采纳,获得10
12秒前
12秒前
拼搏翠安完成签到 ,获得积分10
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7727714
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9280203
关于积分的说明 20136430
捐赠科研通 7305346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302562
关于科研通互助平台的介绍 2455803
邀请新用户注册赠送积分活动 2310718