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2026 article

Fe/V Ratio-Engineered NASICON Cathodes with Electrospun Nanofiber Templating for Long-Life Na-Ion Batteries

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Polyanionic sodium (Na) super ionic conductor (NASICON) cathodes are attractive for sodium-ion batteries owing to their robust 3-dimensional frameworks and fast Na+ transport. Na3V2(PO4)3, the benchmark NASICON material, delivers near-theoretical two-electron capacity but is constrained by vanadium cost/toxicity and limited electronic conductivity. Motivated by employing an earth-abundant, eco-friendly redox center (Fe3+/Fe2+) while retaining V-centered activity, we systematically introduced and tuned Fe in Na3+xFexV2–x(PO4)3 (x = 0.5, 0.75, 1.25, and 1.5) to increase the Na content and access the synergistic redox of Fe and V. We implemented an ex situ electrospinning-templated architecture in which electrospun fibers enabled the formation of an interconnected NFVP network, providing a continuous electron pathway and mechanical integrity. Given the well-documented difficulty of obtaining phase-pure NFVP by direct routes, often yielding secondary phases, this templated synthesis combined with composition control provides an effective path to a phase-pure, V-lean NASICON structure. Among the series, Na3+xFexV2–x(PO4)3 with x = 0.75 shows the optimum electrochemical activity and durability, delivering 78 mAh g–1 at 0.5C and retaining 90.5% after 1000 cycles and 88% after 1500 cycles at 2C. In situ X-ray absorption near-edge structure results show that the Fe and V K-edge energies shift reversibly during Na+ insertion/extraction at different charging/discharging voltage plateaus, respectively, confirming highly reversible Fe2+/Fe3+ and V3+/V4+ redox within the applied potential window. These results demonstrate a V-lean, Fe-rich NASICON cathode optimized by composition tuning, delivering promising electrochemical performance and cycling stability, and offering a stable and cost-efficient SIB cathode.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Fe/V Ratio-Engineered NASICON Cathodes with Electrospun Nanofiber Templating for Long-Life Na-Ion Batteries
Date Crossref
21/08/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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