高工作电压和理论容量有望使聚阴离子型氟磷酸盐Na3V2(PO4)2O2F成为高能量密度钠离子电池(SIB)的阴极。然而,其固有的低动力学特性严重影响了其高功率性能和使用寿命。为了解决这一问题,济南大学原长洲、侯林瑞、梁龙伟、纪维霄开发了一种微小高熵(HE)掺杂策略,用于制备纳米级Na3V1.94(Cr、Mn、Co、Ni、Cu)0.06(PO4)3O2F(NVPOF-HE)作为SIB的阴极材料。
本文要点:
1) 作者提出了聚乙烯吡咯烷酮和微小HE杂原子掺杂协同调节对NVPOF-HE纳米颗粒尺寸的晶粒细化效应。系统实验和理论计算证实,HE掺杂有效促进了电子/离子传输和高压电容贡献,并削弱了Na+-插层过程中的晶格膨胀。
2)与单离子/双离子/三离子掺杂的情况相比,纳米NVPOF-HE在高速率容量和长期循环稳定性方面实现了更高的Na+存储性能。此外,NVPOF-HE组装的全SIB在5 C的速率下进行1000次循环后,可提供463 Wh kg−1的高能量密度和≈93.8%的电化学稳定性。
参考文献:
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