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NASICON-Structured Na2VTi(PO4)3@C for Symmetric Aqueous Rechargeable Na-Ion Batteries with Long Lifespan
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2021-02-16 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c07755
Liuxue Shen 1 , Huiya Yang 2 , Yu Jiang 1 , Junlin Ma 1 , Tongrui Sun 1 , Minwei Zhang 3 , Nan Zhu 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2021-02-16 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c07755
Liuxue Shen 1 , Huiya Yang 2 , Yu Jiang 1 , Junlin Ma 1 , Tongrui Sun 1 , Minwei Zhang 3 , Nan Zhu 1
Affiliation
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Mixed transition-metal ions NASICON-structured compounds are enabled simultaneously as cathode and anode for aqueous Na-ion batteries (ANIBs), simplifying the fabrication process and reducing manufacturing costs in practical applications. In this study, a mixed V3+/Ti4+ NASICON-structured Na2VTi(PO4)3@C composite acts as a bifunctional electrode material of ANIBs, delivering excellent sodium storage performance including high reversible capacity (cathode: 52.4 mAh g–1 at 1C, anode: 59.8 mAh g–1 at 1C, 1C = 62 mA g–1) and remarkable rate capability (cathode: 44.8 mAh g–1 at 20C, anode: 52.9 mAh g–1 at 20C), as well as long cycle life. Meanwhile, ex situ X-ray photoelectron spectra (XPS) measurements reveal that V4+/V3+ and Ti4+/Ti3+ oxidation/reduction couples are redox-active sites of NVTP@C cathode and anode, respectively. When NVTP@C assembled into symmetric ANIBs, a full cell achieves ultrahigh stability of over 2500 cycles at 10C, showing broad prospects in large-scale electric energy storage applications.
中文翻译：
NASICON结构的Na 2 VTi（PO 4）3 @C用于长寿命的对称式可充电钠离子电池
混合的过渡金属离子NASICON结构的化合物可同时用作水性Na离子电池（ANIB）的阴极和阳极，从而简化了制造过程并降低了实际应用中的制造成本。在这项研究中，混合的V 3+ / Ti 4+ NASICON结构的Na 2 VTi（PO 4）3 @C复合材料充当ANIBs的双功能电极材料，具有出色的钠存储性能，包括高可逆容量（阴极：52.4 mAh） g –1在1C，阳极：59.8 mAh g –1在1C，1C = 62 mA g –1）和出色的速率能力（阴极：44.8 mAh g –1在20C，阳极：52.9 mAh g在20C时为–1），以及较长的循环寿命。同时，异位X射线光电子能谱（XPS）测量表明，V 4+ / V 3+和Ti 4+ / Ti 3+氧化/还原对分别是NVTP @ C阴极和阳极的氧化还原活性部位。当NVTP @ C组装成对称的ANIB时，全电池在10C时可实现超过2500个循环的超高稳定性，在大规模电能存储应用中显示出广阔的前景。
更新日期：2021-03-08
中文翻译：
NASICON结构的Na 2 VTi（PO 4）3 @C用于长寿命的对称式可充电钠离子电池
混合的过渡金属离子NASICON结构的化合物可同时用作水性Na离子电池（ANIB）的阴极和阳极，从而简化了制造过程并降低了实际应用中的制造成本。在这项研究中，混合的V 3+ / Ti 4+ NASICON结构的Na 2 VTi（PO 4）3 @C复合材料充当ANIBs的双功能电极材料，具有出色的钠存储性能，包括高可逆容量（阴极：52.4 mAh） g –1在1C，阳极：59.8 mAh g –1在1C，1C = 62 mA g –1）和出色的速率能力（阴极：44.8 mAh g –1在20C，阳极：52.9 mAh g在20C时为–1），以及较长的循环寿命。同时，异位X射线光电子能谱（XPS）测量表明，V 4+ / V 3+和Ti 4+ / Ti 3+氧化/还原对分别是NVTP @ C阴极和阳极的氧化还原活性部位。当NVTP @ C组装成对称的ANIB时，全电池在10C时可实现超过2500个循环的超高稳定性，在大规模电能存储应用中显示出广阔的前景。
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