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,Siqin 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:204
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
追寻微笑完成签到,获得积分10
1秒前
小叶子完成签到 ,获得积分10
3秒前
田様应助XXGG采纳,获得10
4秒前
怜熙完成签到,获得积分10
5秒前
贪玩珊发布了新的文献求助10
6秒前
行走的猫完成签到 ,获得积分10
7秒前
小小冯完成签到,获得积分10
7秒前
yolo完成签到,获得积分10
8秒前
yyyyy发布了新的文献求助50
9秒前
橘生淮南完成签到,获得积分10
9秒前
2316690509完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研通AI6.2应助贪玩珊采纳,获得10
17秒前
端庄忆梅应助贪玩珊采纳,获得10
17秒前
CodeCraft应助朱洪帆采纳,获得10
19秒前
HONG完成签到,获得积分10
19秒前
跳跳虎完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
Cat4pig完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
OK发布了新的文献求助10
22秒前
高大的凡阳完成签到 ,获得积分10
23秒前
多情土豆完成签到 ,获得积分10
23秒前
求知小生完成签到 ,获得积分10
25秒前
尖椒干豆腐完成签到,获得积分10
26秒前
阳光的Kelly完成签到 ,获得积分10
27秒前
打打应助1437594843采纳,获得10
27秒前
mochalv123发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
gsokok完成签到,获得积分10
29秒前
企鹅完成签到 ,获得积分10
30秒前
怡然含桃完成签到 ,获得积分10
31秒前
李月完成签到,获得积分10
31秒前
昏睡的妙梦完成签到,获得积分10
33秒前
Brave发布了新的文献求助10
33秒前
乐观囧完成签到,获得积分10
34秒前
爆米花应助朱洪帆采纳,获得10
34秒前
QAQSS完成签到 ,获得积分10
36秒前
一人完成签到 ,获得积分10
37秒前
liar完成签到 ,获得积分10
37秒前
么么完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
(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
Nine new races of Peronospora manshurica found on soybeans in the Midwest 1000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Eudora Welty and Modern Media 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7772639
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9314839
关于积分的说明 20340217
捐赠科研通 7358047
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317000
关于科研通互助平台的介绍 2465552
邀请新用户注册赠送积分活动 2331977