A High-Rate, Durable Cathode for Sodium-Ion Batteries: Sb-Doped O3-Type Ni/Mn-Based Layered Oxides

材料科学 阴极 电化学 兴奋剂 化学工程 氧化物 离子键合 纳米颗粒 扩散 相(物质) 离子 电极 无机化学 纳米技术 化学 冶金 物理化学 光电子学 工程类 物理 有机化学 热力学
作者
Tao Yuan,Siqing Li,Yuanyuan Sun,Jeng‐Han Wang,An-Jie Chen,Qinfeng Zheng,Yixiao Zhang,Liwei Chen,Gyutae Nam,Haiying Che,Junhe Yang,Shiyou Zheng,Zi‐Feng Ma,Meilin Liu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (11): 18058-18070 被引量:106
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c04702
摘要

O3-Type layered oxides are widely studied as cathodes for sodium-ion batteries (SIBs) due to their high theoretical capacities. However, their rate capability and durability are limited by tortuous Na+ diffusion channels and complicated phase evolution during Na+ extraction/insertion. Here we report our findings in unravelling the mechanism for dramatically enhancing the stability and rate capability of O3-NaNi0.5Mn0.5-xSbxO2 (NaNMS) by substitutional Sb doping, which can alter the coordination environment and chemical bonds of the transition metal (TM) ions in the structure, resulting in a more stable structure with wider Na+ transport channels. Furthermore, NaNMS nanoparticles are obtained by surface energy regulation during grain growth. The synergistic effect of Sb doping and nanostructuring greatly reduces the ionic migration energy barrier while increasing the reversibility of the structural evolution during repeated Na+ extraction/insertion. An optimized NaNMS-1 electrode delivers a reversible capacity of 212.3 mAh g-1 at 0.2 C and 74.5 mAh g-1 at 50 C with minimal capacity loss after 100 cycles at a low temperature of -20 °C. Such electrochemical performance is superior to most of the reported layered oxide cathodes used in rechargeable 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
ColinWine发布了新的文献求助10
2秒前
HB完成签到,获得积分10
2秒前
虚幻树叶完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
biubiuu发布了新的文献求助10
6秒前
嗯嗯完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
白河应助9SS1采纳,获得50
12秒前
13秒前
14秒前
15秒前
biubiuu完成签到,获得积分10
16秒前
天空发布了新的文献求助10
17秒前
秋子发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
wanci应助GJ采纳,获得10
21秒前
misong完成签到,获得积分10
21秒前
温柔乐蕊完成签到,获得积分20
21秒前
23秒前
23秒前
24秒前
26秒前
he发布了新的文献求助10
26秒前
科研通AI5应助坦率的寻双采纳,获得10
26秒前
上官若男应助糟糕的铁锤采纳,获得30
27秒前
28秒前
刘小雨发布了新的文献求助10
28秒前
啊是是是发布了新的文献求助10
29秒前
sun2发布了新的文献求助10
31秒前
李健应助sun2采纳,获得10
35秒前
36秒前
所所应助得一采纳,获得10
36秒前
Ava应助温暖冰珍采纳,获得10
37秒前
37秒前
39秒前
9SS1完成签到,获得积分10
40秒前
上将军顺完成签到,获得积分10
41秒前
qvB发布了新的文献求助10
42秒前
隐形曼青应助我不是阿呆采纳,获得10
42秒前
我是老大应助nirvana采纳,获得10
43秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323817
关于积分的说明 10215862
捐赠科研通 3038977
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667723
邀请新用户注册赠送积分活动 798378
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758339