Fu, Qiang [Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Schwarz, Björnhttps://orcid.org/0000-0002-9461-1448
[Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Sarapulova, Angelina [Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Luo, Xianlinhttps://orcid.org/0000-0001-5386-8231
[Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Hansen, Julian [Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Meng, Zhen [Helmholtz-Institut Ulm (HIU), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Welter, Edmund [Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Hua, Weibo [Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Knapp, Michaelhttps://orcid.org/0000-0003-0091-8463
[Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Ehrenberg, Helmut [Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Dsoke, Soniahttps://orcid.org/0000-0001-9295-2110
[Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]
Beitragende:
-
Titel:
Na+ Pre-Intercalated Bilayered V2O5 Cathode Materials for Na-Ion Batteries
Weitere Titel:
-
Beschreibung:
(Abstract)
Na+ pre-intercalated bilayered vanadium oxide (NVOnH) with a large interlayer spacing of ∼11.1 Å is synthesized via hydrothermal method. As proven by mass spectrometry and magnetization measurements, NVOnH is “oxygen-rich”. NVOnH undergoes a notable structure evolution and thermal instability during...
Na+ pre-intercalated bilayered vanadium oxide (NVOnH) with a large interlayer spacing of ∼11.1 Å is synthesized via hydrothermal method. As proven by mass spectrometry and magnetization measurements, NVOnH is “oxygen-rich”. NVOnH undergoes a notable structure evolution and thermal instability during heating due to crystal water and O2 release and decomposition. NVOnH and dehydrated NVOnH (NVO) deliver a capacity of over 250 mAh g−1 and 220 mAh g−1, respectively, despite their fast capacity decay in the first 20 cycles and low capacity retention after 100 cycles. Moreover, the reaction mechanism and reversibility of NVOnH and NVO during Na+ ions (de)insertion are investigated via in operando techniques. NVOnH experiences a 2-phase and solid solution reaction during discharge and charge processes while NVO undergoes a different phase evolution (NVO starting with charging: 2-phase reaction for the first charging and only solid solution for the following cycle; NVO starting with discharging: only solid solution reaction). In operando X‑ray absorption spectroscopy demonstrates the variation of the oxidation state and the local structural environment of V ion during Na+ (de)insertion.
Na+ pre-intercalated bilayered vanadium oxide (NVOnH) with a large interlayer spacing of ∼11.1 Å is synthesized via hydrothermal method. As proven by mass spectrometry and magnetization measurements, NVOnH is “oxygen-rich”. NVOnH undergoes a notable structure evolution and thermal instability during heating due to crystal water and O2 release and decomposition. NVOnH and dehydrated NVOnH (NVO) deliver a capacity of over 250 mAh g−1 and 220 mAh g−1, respectively, despite their fast capacity decay in the first 20 cycles and low capacity retention after 100 cycles. Moreover, the reaction mechanism and reversibility of NVOnH and NVO during Na+ ions (de)insertion are investigated via in operando techniques. NVOnH experiences a 2-phase and solid solution reaction during discharge and charge processes while NVO undergoes a different phase evolution (NVO starting with charging: 2-phase reaction for the first charging and only solid solution for the following cycle; NVO starting with discharging: only solid solution reaction). In operando X‑ray absorption spectroscopy demonstrates the variation of the oxidation state and the local structural environment of V ion during Na+ (de)insertion.
(Technical Remarks)
The data include electrochemistry data, XPS, TGA, XRD, magnetic data, in situ HT XRD, in situ XRD and XAS data, which were plotted using Origin software.
The data include electrochemistry data, XPS, TGA, XRD, magnetic data, in situ HT XRD, in situ XRD and XAS data, which were plotted using Origin software.
Schlagworte:
Na-ion batteries
vanadium oxide cathode
in situ high-temperature synchrotron diffraction
in operando synchrotron diffraction
in operando X‑ray absorption spectroscopy.
Fu, Qiang; Schwarz, Björn; Sarapulova, Angelina; et al.
(2024): Na+ Pre-Intercalated Bilayered V2O5 Cathode Materials for Na-Ion Batteries.
Karlsruhe Institute of Technology.
DOI: 10.35097/ejazcks3bd5v3fq2
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