Enhanced performance of KVPO4F0.5O0.5 in potassium batteries by carbon coating interfaces
WERNERT, Romain
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier [ICGM]
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CROGUENNEC, Laurence
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MONCONDUIT, Laure
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MATEI GHIMBEU, Camelia
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Langue
en
Article de revue
Ce document a été publié dans
ACS Applied Materials & Interfaces. 2023, vol. 15, n° 15, p. 18992-19001
Washington, D.C. : American Chemical Society
Résumé en anglais
Potassium vanadium oxyfluoride phosphate of composition KVPO4F0.5O0.5 was modified by a carbon coating to enhance its electrochemical performance. Two distinct methods were used, first, chemical vapor deposition (CVD) using ...Lire la suite >
Potassium vanadium oxyfluoride phosphate of composition KVPO4F0.5O0.5 was modified by a carbon coating to enhance its electrochemical performance. Two distinct methods were used, first, chemical vapor deposition (CVD) using acetylene gas as a carbon precursor and second, an aqueous route using an abundant, cheap, and green precursor (chitosan) followed by a pyrolysis step. The formation of a 5 to 7 nm-thick carbon coating was confirmed by transmission electron microscopy and it was found to be more homogeneous in the case of CVD using acetylene gas. Indeed, an increase of the specific surface area of one order of magnitude, low content of C sp2, and residual oxygen surface functionalities were observed when the coating was obtained using chitosan. Pristine and carbon-coated materials were compared as positive electrode materials in potassium half-cells cycled at a C/5 (C = 26.5 mA g–1) rate within a potential window of 3 to 5 V vs K+/K. The formation by CVD of a uniform carbon coating with the limited presence of surface functions was shown to improve the initial coulombic efficiency up to 87% for KVPFO4F0.5O0.5-C2H2 and to mitigate electrolyte decomposition. Thus, performance at high C-rates such as 10 C was significantly improved, with ∼50% of the initial capacity maintained after 10 cycles, whereas a fast capacity loss is observed for the pristine material.< Réduire
Mots clés en anglais
Carbon coating
Chemical vapor deposition
Chitosan biopolymer
Positive electrode material
Vanadium oxyfluoride phosphate
Potassium-ion batteries
Project ANR
Vers des batteries innovantes K-ion - ANR-19-CE05-0026
Laboratory of excellency for electrochemical energy storage - ANR-10-LABX-0076
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Origine
Importé de halUnités de recherche