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Enabling Long‐term Cycling Stability of Na₃V₂(PO₄)₃ /C vs . Hard Carbon Full‐cells

Stüble, Pirmin 1; Müller, Cedric 1; Klemens, Julian 2; Scharfer, Philip 2; Schabel, Wilhelm 3; Häringer, Marcel 4; Binder, Joachim R. 4; Hofmann, Andreas ORCID iD icon 5; Smith, Anna 1
1 Institut für Angewandte Materialien (IAM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Sodium-ion batteries are becoming an increasingly important complement to lithium-ion batteries. However, while extensive knowledge on the preparation of Li-ion batteries with excellent cycling behavior exists, studies on applicable long-lasting sodium-ion batteries are still limited. Therefore, this study focuses on the cycling stability of batteries composed of Na3V2(PO4)3/C based cathodes and hard carbon anodes. It is shown that full-cells with a decent stability are obtained for ethylene carbonate/propylene carbonate electrolyte and the conducting salt NaPF6. With cathode loadings of 1.2 mAh/cm2, after cell formation discharge capacities up to 92.6 mAh/g are obtained, and capacity retentions >90 % over 1000 charge/discharge cycles at 0.5 C/0.5 C are observed. It is shown that both, the additive fluoroethylene carbonate and impurities in the electrolyte, negatively affect the overall discharge capacity and cycling stability and should therefore be avoided. Remarkably, the internal resistances of well-balanced and well-built cells did not increase over 1500 cycles and 5 months of testing, which is a very promising result regarding the possible lifespan of the cells. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000165980
Veröffentlicht am 05.01.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/batt.202300375
Scopus
Zitationen: 4
Web of Science
Zitationen: 2
Dimensions
Zitationen: 4
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Post Lithium Storage (POLiS)
Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2566-6223
KITopen-ID: 1000165980
HGF-Programm 38.02.02 (POF IV, LK 01) Components and Cells
Weitere HGF-Programme 43.31.02 (POF IV, LK 01) Devices and Applications
Erschienen in Batteries and Supercaps
Verlag John Wiley and Sons
Band 7
Heft 2
Seiten Art.-Nr. e202300375
Vorab online veröffentlicht am 11.12.2023
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
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