NASICON型阴极具有优异的离子导电性,是快速充电钠离子电池的理想材料。然而,由于低电导率和较差界面动力学的严重限制,它通常具有较差的电荷转移动力学。与传统的高碳含量碳复合物不同,河南大学Bai Ying、Yu Caiyan、四川大学Zhang Qianyu提出了一种NASICON结构Na3V2(PO4)3的微量碳掺入策略。
本文要点:
1) 作者通过引入碳点来调节Na3V2(PO4)3的颗粒生长过程,并显著减小其颗粒尺寸以缩短电荷扩散路径。由于引入微量碳(0.76wt.%),Na3V2(PO4)3在不牺牲其高电化学活性的情况下,导电性得到了显著改善。通过碳点中的官能团优化,Na3V2(PO4)3-电解质界面结构能够促进界面动力学。
2) 碳点赋予Na3V2(PO4)3超稳定的循环性能,并且具有高达20 k的循环稳定性(容量保持率为98.4%),在半电池中具有优异的倍率性能(高达200 C),在全电池中具有高能量密度(368.7 Wh kg−1)和快速充电特性。
Ren Huang et.al Unlocking Charge Transfer Limitation in NASICON Structured Na3V2(PO4)3 Cathode via Trace Carbon Incorporation Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202400595