Fe-Doped Ni2P Nanosheet Arrays as Self-supported Anodes for Sodium-Ion Batteries

纳米片 材料科学 阳极 磷化物 电化学 纳米技术 化学工程 兴奋剂 纳米尺度 电极 光电子学 冶金 化学 物理化学 工程类
作者
Chao Wang,Balaji Murugesan,Wenwen Li,Xinyi Ma,Qing Zhang,Qingqing Li,Zhengxiao Guo,Yurong Cai
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsanm.4c06085
摘要

Conversion-type anode materials, particularly transition metal phosphides (TMPs), are considered to be highly promising candidates for sodium-ion batteries (SIBs) due to their substantial theoretical capacity, which can reach up to 1000 mAh g–1, as well as their cost-effectiveness. But their practical application is constrained by significant changes, including substantial volume changes during charge/discharge cycles and poor reaction kinetics. Addressing these challenges requires precise nanoscale engineering to optimize material structure and functionality. Herein, we present the fabrication of a carbon-coated, Fe-doped nickel phosphide (Fe–Ni2P@C) nanosheet array directly grown on a three-dimensional nickel foam (NF) substrate via a simple hydrothermal and phosphating process. The hierarchical nanosheet array architecture offers several nanoscale advantages: the nanosheets provide abundant active sites for electrochemical reactions and significantly reduce Na+ diffusion distances, while the carbon coating effectively suppresses the volume expansion during cycling. Additionally, Fe doping at the nanoscale introduces phosphorus vacancies and increases the material's intrinsic conductivity and electrochemical reaction kinetics. This synergistic nanoscale design enables the Fe–Ni2P@C nanosheet arrays to function as self-supported anode materials without the need for binders, additives, or additional processing steps. As a result, the material achieves exceptional sodium storage performance, exhibiting a rate capability of 317.16 mAh g–1 at a current density of 2 A g–1 and a reversible capacity of 418.89 mAh g–1 following 500 cycles at a current density of 0.5 A g–1. This study highlights the critical role of nanoscale engineering in overcoming the limitations of TMP-based anodes and provides a facile and scalable approach for developing high-performance, self-supported anode materials for SIBs of the future.
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
活泼半凡完成签到 ,获得积分10
7秒前
善良的剑通完成签到,获得积分10
12秒前
Fairy4964完成签到,获得积分10
14秒前
左彦完成签到,获得积分10
19秒前
黑黑黑完成签到,获得积分0
19秒前
相爱就永远在一起完成签到,获得积分10
22秒前
现代的紫霜完成签到,获得积分10
25秒前
wh完成签到 ,获得积分10
25秒前
北城完成签到 ,获得积分10
28秒前
SUNNY完成签到 ,获得积分10
28秒前
明月清风完成签到,获得积分10
30秒前
资白玉完成签到 ,获得积分10
33秒前
paper reader完成签到,获得积分0
36秒前
自由从筠完成签到 ,获得积分10
37秒前
寒冷荧荧完成签到,获得积分10
45秒前
momo发布了新的文献求助10
51秒前
小奋青完成签到 ,获得积分10
55秒前
Reeee完成签到 ,获得积分10
55秒前
不安的可乐完成签到,获得积分10
57秒前
小文子完成签到 ,获得积分10
58秒前
玥月完成签到 ,获得积分10
59秒前
吴旭东完成签到,获得积分10
59秒前
陈文文完成签到 ,获得积分10
1分钟前
和谐的醉山完成签到,获得积分10
1分钟前
苹果完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
莫欺少年穷完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ZZICU完成签到,获得积分10
1分钟前
Atticus发布了新的文献求助10
1分钟前
窗户上的喵咪很无聊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
帅气的沧海完成签到 ,获得积分10
1分钟前
摘星小僧发布了新的文献求助10
1分钟前
君莫笑完成签到,获得积分10
1分钟前
Atticus完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
doclarrin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
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 3779296
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324813
关于积分的说明 10220097
捐赠科研通 3039971
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668528
邀请新用户注册赠送积分活动 798717
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758503