Phase Stability and Kinetics of Topotactic Dual Ca<sup>2+</sup>–Na<sup>+</sup> Ion Electrochemistry in NaSICON NaV<sub>2</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>
Notice bibliographique
Résumé
Recent reports of reversible calcium plating and stripping have rekindled interest in the development of Ca-ion batteries (CIBs) as next-generation energy storage devices. This technology has the potential to overcome the limitations of conventional Li-ion batteries, but CIBs are plagued by a paucity of suitable cathode materials. To date, NaSICON-structured NaV 2 (PO 4 ) 3 has been demonstrated as a successful cathode candidate, exhibiting reversible (de)intercalation of 0.6 mol Ca 2+ along with stable cycling performance. However, a complex multiphase mixture forms on discharge so the Ca-ion charge storage mechanism in the NaSICON framework is poorly understood. In this work, we report on an investigation of the structure and/or Na + /Ca 2+ environment(s) of a variety of chemically prepared NaSICON Ca x Na y V 2 (PO 4 ) 3 phases which were characterized using synchrotron XRD, SEM-EDS, 23 Na NMR, and TEM. Highly calciated CaV 2 (PO 4 ) 3, Ca 1.5 V 2 (PO 4 ) 3, and CaNaV 2 (PO 4 ) 3 phases can be prepared at high temperature, but─unlike Ca 0.6 NaV 2 (PO 4 ) 3 ─these materials are electrochemically inactive. To better understand the fundamental factors impacting successful Ca 2+ electrochemistry in this system, DFT was employed to examine the Ca x Na y V 2 (PO 4 ) 3 phase diagram and Ca 2+ diffusion mechanism. Theoretical insights show that phase separation into Na-rich and Ca-rich phases is a reason for the capacity limitation and demonstrate that Na + ions in the host materials assist the migration of neighboring Ca 2+ ions, enabling reversible electrochemistry in Ca x Na y V 2 (PO 4 ) 3 . This investigation of fundamental principles affecting reversible Ca 2+ (de)intercalation in Ca x Na y V 2 (PO 4 ) 3 allows for the development of design principles to enable the discovery of a variety of successful cathodes for CIBs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».