Porous Co2VO4 Nanodisk as a High-Energy and Fast-Charging Anode for Lithium-Ion Batteries

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High-energy density lithium-ion batteries (LIBs) that can be safely fast-charged are desirable for electric vehicles.How-ever,sub-optimal lithiation potential and low capacity of commonly used LIBs anode cause safety issues and low energy density.Here we hypothesize that a cobalt vanadate oxide,Co2VO4,can be attractive anode material for fast-charging LIBs due to its high capacity (~ 1000 mAh g-1) and safe lithiation potential (~0.65 V vs.Li+/Li).The Li+diffusion coefficient of Co2VO4 is evaluated by theoretical calculation to be as high as 3.15 × 10-10 cm2 S-1,proving Co2VO4 a promising anode in fast-charging LIBs.A hexagonal porous Co2VO4 nanodisk(PCVO ND) structure is designed accordingly,featuring a high specific surface area of 74.57 m2 g-1 and numerous pores with a pore size of 14 nm.This unique structure succeeds in enhancing Li+ and electron transfer,leading to superior fast-charging performance than current commercial anodes.As a result,the PCVO ND shows a high initial reversible capacity of 911.0 mAh g-1 at 0.4 C,excellent fast-charging capacity (344.3 mAh g-1 at 10 C for 1000 cycles),outstanding long-term cycling stability (only 0.024% capacity loss per cycle at 10 C for 1000 cycles),confirming the commercial feasibility of PCVO ND in fast-charging LIBs.
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