Na-超离子导体结构材料的实际应用受到有限的能量密度和激活第三Na⁺时的结构损伤的严重阻碍。

近日，湖南农业大学Xian-Xiang Zeng，Xiongwei Wu提出了用更便宜的铁和镍元素取代聚阴离子中的钒以改善离子和电子电导率的双金属取代策略。

文章要点

1）研究人员通过非原位X射线衍射和密度泛函理论计算揭示了Na⁺嵌入/脱嵌过程中的单一两相反应和大大降低的Na⁺扩散势垒。

2）因此，获得的正极Na₃Fe_0.8VNi_0.2(PO₄)₃显示出优异的电化学性能，包括高比容量(0.1 C时为102.2 mAh g^-1)、优异的倍率性能(20C时为79.3 mAh g^-1)、循环稳定性(20 C时超过1400次循环的容量保持率为84.6%)、低温性能(2 C和10 C时为89.7 mAh g^-1)以及在第三次Na+利用的扩展电压窗口中的结构稳定性。

3）基于正极和负极材料的全电池实现了287 Wh kg^-1的竞争性能量密度。

参考文献

Qing-Yuan Zhao, et al, Bimetal Substitution Enabled Energetic Polyanion Cathode for Sodium-Ion Batteries, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03916

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03916