Decoding Gas Evolution Pathways and Interfacial Chemistry in Layered Oxide Cathodes for Safer Sodium‐Ion Batteries

材料科学 氧化物 电化学 阴极 反应性(心理学) X射线光电子能谱 化学工程 粒子(生态学) 异核分子 离子键合 电解质 溶剂 锂(药物) 兴奋剂 纳米颗粒 分解 氧化石墨 无机化学 电池(电) 纳米技术 色散(光学) 粒径 石墨 共沉淀 化学物理 共价键 氢键 电极
作者
Chen Liu,Zehao Cui,Arumugam Manthiram
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202504756
摘要

Abstract Sodium‐ion batteries (SIBs) are attractive for the low cost and abundance of sodium. Yet, gas evolution—a critical challenge in SIBs—remains underexplored. Here, online electrochemical mass spectrometry is used to probe gas evolution in layered oxide cathodes with various compositions, cutoff voltages, dopants, and particle morphologies. Compared to LiNiO 2 (LNO), NaNiO 2 releases more gas, even at lower states of charge, due to the higher covalency of Ni─O bond caused by the more ionic Na─O bond through the inductive effect. Among Co, Mn, Al, and Mg, Mn and Mg doping suppress gas release most effectively by enhancing the metal‐oxygen bond strength. NaNi 1/3 Fe 1/3 Mn 1/3 O 2 (NFM) cathodes synthesized via coprecipitation (CP‐NFM) and solid‐state routes exhibit distinct particle morphologies; CP‐NFM exhibits more gas evolution, yet secondary particle morphology helps reduce it through differential cathode‐electrolyte reactivity between inner and outer primary particles. Among Li, Ti, Mg, and Cu doping in NFM, Li has the largest effect, reducing gas levels comparable to LNO. Nuclear magnetic resonance and X‐ray photoelectron spectroscopies reveal that electrolyte solvent decomposition mainly produces organic‐rich cathode‐electrolyte interphase (CEI) rather than soluble species. NaPF 6 salt further exacerbates cathode‐electrolyte reactions, forming surface Na 2 O species. The findings provide actionable guidance for designing safer, durable SIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
秋水发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
香蕉觅云应助拉长的灵煌采纳,获得10
1秒前
1秒前
隐形凡梅完成签到,获得积分10
2秒前
鹿呦完成签到 ,获得积分10
2秒前
小康康发布了新的文献求助10
2秒前
脑洞疼应助王洪超采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.4应助PPP采纳,获得10
2秒前
3秒前
酷炫幻竹完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
科研通AI6.4应助高山流水采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
JJ发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
MMM发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
科研通AI6.4应助模仿采纳,获得10
6秒前
小沈完成签到,获得积分10
6秒前
温玉完成签到,获得积分10
7秒前
Hello应助蛋蛋采纳,获得10
7秒前
上官若男应助王王采纳,获得10
7秒前
8秒前
sahjdkah发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
52Hz发布了新的文献求助10
9秒前
小马甲应助CJH采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.2应助Peakfeng采纳,获得10
9秒前
wuchun完成签到,获得积分10
10秒前
婷玉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
CipherSage应助zz采纳,获得10
10秒前
灵巧绿海发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7286645
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8906866
关于积分的说明 18848864
捐赠科研通 6955832
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208387
关于科研通互助平台的介绍 2378394
邀请新用户注册赠送积分活动 2184055