Manipulating Local Chemistry and Coherent Structures for High-Rate and Long-Life Sodium-Ion Battery Cathodes

阴极 电池(电) 离子 工程物理 材料科学 化学物理 化学 纳米技术 物理化学 量子力学 冶金 热力学 功率(物理) 物理
作者
Haoji Wang,Hongyi Chen,Yu Mei,Jinqiang Gao,Lianshan Ni,Ningyun Hong,Baichao Zhang,Fangjun Zhu,Jiangnan Huang,Kai Wang,Wentao Deng,Debbie S. Silvester,Craig E. Banks,Sedat Yaşar,Song Bai,Guoqiang Zou,Hongshuai Hou,Xiaobo Ji
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (20): 13150-13163 被引量:52
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c02017
摘要

Layered sodium transition-metal (TM) oxides generally suffer from severe capacity decay and poor rate performance during cycling, especially at a high state of charge (SoC). Herein, an insight into failure mechanisms within high-voltage layered cathodes is unveiled, while a two-in-one tactic of charge localization and coherent structures is devised to improve structural integrity and Na+ transport kinetics, elucidated by density functional theory calculations. Elevated Jahn-Teller [Mn3+O6] concentration on the particle surface during sodiation, coupled with intense interlayer repulsion and adverse oxygen instability, leads to irreversible damage to the near-surface structure, as demonstrated by X-ray absorption spectroscopy and in situ characterization techniques. It is further validated that the structural skeleton is substantially strengthened through the electronic structure modulation surrounding oxygen. Furthermore, optimized Na+ diffusion is effectively attainable via regulating intergrown structures, successfully achieved by the Zn2+ inducer. Greatly, good redox reversibility with an initial Coulombic efficiency of 92.6%, impressive rate capability (86.5 mAh g-1 with 70.4% retention at 10C), and enhanced cycling stability (71.6% retention after 300 cycles at 5C) are exhibited in the P2/O3 biphasic cathode. It is believed that a profound comprehension of layered oxides will herald fresh perspectives to develop high-voltage cathode materials for sodium-ion batteries.
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
甜橙发布了新的文献求助20
1秒前
Z_Z完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Jessica08发布了新的文献求助30
4秒前
6秒前
11发布了新的文献求助10
7秒前
小忻完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.3应助Proxac采纳,获得10
7秒前
qqy关注了科研通微信公众号
7秒前
8秒前
Nole应助wang采纳,获得10
9秒前
ZhuJing发布了新的文献求助10
10秒前
molihuakai应助火星上的尔柳采纳,获得10
11秒前
Jasper应助韩瑞采纳,获得10
12秒前
sweety01232发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
自然幻竹完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
qqy发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
19秒前
拾光完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
甜橙发布了新的文献求助20
21秒前
23秒前
科研通AI6.4应助Proxac采纳,获得10
23秒前
天阳完成签到,获得积分0
24秒前
24秒前
24秒前
拉长的鞅发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
26秒前
27秒前
沉默凡梦完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
28秒前
韩瑞发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
顺利初柳应助雪影采纳,获得10
29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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 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 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 7367520
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8975602
关于积分的说明 19082424
捐赠科研通 7011382
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224573
关于科研通互助平台的介绍 2387923
邀请新用户注册赠送积分活动 2205118