高工作電壓和理論容量有望使聚陰離子型氟磷酸鹽Na3V2(PO4)2O2F成為高能量密度鈉離子電池(SIB)的陰極。然而,其固有的低動力學(xué)特性嚴重影響了其高功率性能和使用壽命。為了解決這一問題,濟南大學(xué)原長洲、侯林瑞、梁龍偉、紀維霄開發(fā)了一種微小高熵(HE)摻雜策略,用于制備納米級Na3V1.94(Cr、Mn、Co、Ni、Cu)0.06(PO4)3O2F(NVPOF-HE)作為SIB的陰極材料。
本文要點:
1) 作者提出了聚乙烯吡咯烷酮和微小HE雜原子摻雜協(xié)同調(diào)節(jié)對NVPOF-HE納米顆粒尺寸的晶粒細化效應(yīng)。系統(tǒng)實驗和理論計算證實,HE摻雜有效促進了電子/離子傳輸和高壓電容貢獻,并削弱了Na+-插層過程中的晶格膨脹。
2)與單離子/雙離子/三離子摻雜的情況相比,納米NVPOF-HE在高速率容量和長期循環(huán)穩(wěn)定性方面實現(xiàn)了更高的Na+存儲性能。此外,NVPOF-HE組裝的全SIB在5 C的速率下進行1000次循環(huán)后,可提供463 Wh kg?1的高能量密度和≈93.8%的電化學(xué)穩(wěn)定性。
參考文獻:
Guoshuai Su et.al Insights into Tiny High-Entropy Doping Promising Efficient Sodium Storage of Na3V2(PO4)2O2F toward Sodium-Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403282