钠离子电池被广泛研究用于储能应用,但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料,并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对...钠离子电池被广泛研究用于储能应用,但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料,并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr,提出一种激活V4+/V5+氧化还原反应新的策略,从而提升能量密度。此外,Zr掺入通过拓宽离子通道并产生额外的钠离子空位,显著促进钠离子迁移,增强电极反应动力学和整体性能。结果表明,Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料表现出优异的循环稳定性,在800次循环后保持90%的容量,并具备高倍率性能(20C时,放电比容量为84 m Ah·g^(-1)),显著优于原始的Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料。该研究为开发高效且可持续钠离子电池提供了有效途径。展开更多
文摘钠离子电池被广泛研究用于储能应用,但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料,并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr,提出一种激活V4+/V5+氧化还原反应新的策略,从而提升能量密度。此外,Zr掺入通过拓宽离子通道并产生额外的钠离子空位,显著促进钠离子迁移,增强电极反应动力学和整体性能。结果表明,Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料表现出优异的循环稳定性,在800次循环后保持90%的容量,并具备高倍率性能(20C时,放电比容量为84 m Ah·g^(-1)),显著优于原始的Na_(3.5−x)Mn_(0.5)V_(1.5−x)Zrx(PO_(4))_(3)/C材料。该研究为开发高效且可持续钠离子电池提供了有效途径。
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