Revealing the Fast and Durable Na+ Insertion Reactions in a Layered Na3Fe3(PO4)4 Anode for Aqueous Na-Ion Batteries
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High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Aqueous sodium-ion batteries represent a promising approach for stationary energy storage; however, the lack of appropriate anode materials has substantially retarded their development. Herein, we demonstrated an iron-based phosphate material of Na 3 Fe 3 (PO 4 ) 4 as an inexpensive and efficacious anode alternative. While the Fe 3+ /Fe 2+ redox couple renders a two-Na-insertion reaction with desirable potentials, its unique layered structure further facilitates the Na-insertion kinetics and reversibility. Consequently, this electrode exhibits an appealing Na-insertion performance, with a reversible capacity of ∼83 mAh g –1, suitable anode potential of −0.4 V vs Ag/AgCl, excellent rate capability of 200 C, and outstanding cycling of 6000 cycles. Utilizing operando synchrotron X-ray diffraction and X-ray absorption spectroscopy, we revealed the structural evolution of the Na 3 Fe 3 (PO 4 ) 4 anode during the two-electron reaction, where the extremely small volume expansion (∼3%) enables its fast-charging and long-cycling capability. Our work suggests new considerations of developing versatile iron phosphate compounds as appealing anode materials for energy storage in aqueous electrolytes.
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- Titre Crossref
- Revealing the Fast and Durable Na<sup>+</sup> Insertion Reactions in a Layered Na<sub>3</sub>Fe<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>4</sub> Anode for Aqueous Na-Ion Batteries
- Date Crossref
- 26/10/2021
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Oregon State University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Southern University of Science and Technology Department of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Argonne National Laboratory Chemical Sciences and Engineering Division pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Beijing University of Chemical Technology Beijing Laboratory of Biomedical Materials pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Nanyang Technological University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Chemical pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Oregon State University, Department of Materials Science and Engineering — Southern University of Science and Technology et Chemical Sciences and Engineering Division — Argonne National Laboratory, avec 4 autres affiliations.
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