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Phase stability and sodium-vacancy orderings in a NaSICON electrode

Abstract : We elucidate the thermodynamics of sodium (Na) intercalation into the sodium super-ionic conductor (NaSICON)-type electrode, NaxV2(PO4)3, for promising Na-ion batteries with high-power density. This is the first report of a computational temperature-composition phase diagram of the NaSICON-type electrode NaxV2(PO4)3. Based on our computational data, we identify a thermodynamically stable phase with a composition of Na2V2(PO4)3 and describe its structural features. We also identify another metastable configuration that can occur at room temperature, namely Na3.5V2(PO4)3. We unveil the crystal-structure and the electronic-structure origins of the ground-state compositions associated with specific Na/vacancy arrangements, which are driven by charge orderings on the vanadium sites. These results are significant for the optimization of high-energy and power density electrodes for sustainable Na-ion batteries.
Type de document :
Article dans une revue
Domaine :
Liste complète des métadonnées

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03467608
Contributeur : Stéphane Toulin Connectez-vous pour contacter le contributeur
Soumis le : lundi 6 décembre 2021 - 16:33:29
Dernière modification le : mercredi 23 mars 2022 - 03:47:04
Archivage à long terme le : : lundi 7 mars 2022 - 19:29:22

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 Accès restreint
Fichier visible le : 2022-06-02

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Citation

Ziliang Wang, Sunkyu Park, Zeyu Deng, Dany Carlier, Jean-Noel Chotard, et al.. Phase stability and sodium-vacancy orderings in a NaSICON electrode. Journal of Materials Chemistry A, Royal Society of Chemistry, 2022, 10 (1), pp.209-217. ⟨10.1039/D1TA09249A⟩. ⟨hal-03467608⟩

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