Unique Impacts of Scandium Doping on Electrode Performance of P’2‐ and P2‐type Na 2/3 MnO 2

材料科学 掺杂剂 兴奋剂 氧化还原 电极 阴极 离子 无机化学 化学工程 蜂巢 六方晶系
作者
Kodai Moriya,Shinichi Kumakura,Eun Jeong Kim,Y. Miura,Kei Kubota,Ryoichi Tatara,Shinichi Komaba
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (1): e11719-e11719 被引量:4
标识
DOI:10.1002/adma.202511719
摘要

Abstract Layered sodium manganese oxides are one of the promising candidates as cathode materials for high‐capacity Na‐ion batteries free from rare elements. Among the polytypes of layered sodium manganese oxides, the P’2‐type Na 2/3 MnO 2 electrode exhibits the highest reversible capacity ≈220 mAh g −1 based on the Mn 3+/4+ redox couple; however, the cycle life remained a significant challenge. Because of Jahn‐Teller (JT) active Mn 3+ ions ([Ar] 4s 2 3d 4 ), the layered structure is cooperatively distorted and experiences complex structural changes during Mn 3+/4+ redox accompanied by Na extraction/insertion. The impact of scandium(III) dopant in Na 2/3 [Mn 1‐ x Sc x ]O 2 on the cooperative lattice‐distortion and electrode performance is systematically investigated, and prepartion for distortion‐free hexagonal P2‐type Na 2/3 [(Mn 1‐ x Sc x ) 0.93 □ 0.07 ]O 2 (□ = vacancy) allows the contribution of the vacancies on the Mn site to be checked. Furthermore, a comparative study of the case of other trivalent metals of yttrium(III) and aluminum(III) as dopants is demonstrated. Thus, it is concluded that a unique synergetic effect of the Sc doping and JT distortion provides significant improvement of redox activity of P’2‐Na 2/3 [Mn 1‐ x Sc x ]O 2 , demonstrating stable cycling for more than 300 cycles in a Na‐ion cell. The findings highlight the critical role of the coexistence of the Sc dopant and honeycomb ordering of Mn IV (Mn III 1‐ x Sc III x ) in [Mn 1‐ x Sc x ]O 2 slabs of P’2‐Na 2/3 [Mn 1‐ x Sc x ]O 2 on the stable redox for long‐life Na‐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
刚刚
2秒前
田様应助巫马采纳,获得10
2秒前
mia完成签到,获得积分20
2秒前
lacala完成签到,获得积分10
2秒前
向现实举手投降完成签到,获得积分10
3秒前
木又权完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小谭发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
曹梦梦完成签到,获得积分10
4秒前
Peanut完成签到,获得积分10
4秒前
张贵虎完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
乐乐应助无聊的成败采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
汉堡包应助cj0009采纳,获得10
6秒前
7秒前
向阳完成签到 ,获得积分10
8秒前
正义发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.2应助张贵虎采纳,获得10
8秒前
8秒前
酷波er应助roy_chiang采纳,获得30
9秒前
wangheng发布了新的文献求助10
9秒前
zhu发布了新的文献求助10
9秒前
周迅发布了新的文献求助10
10秒前
Peanut发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
young发布了新的文献求助20
10秒前
lyx发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
李爱国应助爱吃香菜采纳,获得10
11秒前
XXLH完成签到,获得积分10
11秒前
Pjmeng完成签到,获得积分10
11秒前
SciGPT应助YuJiao采纳,获得30
12秒前
Mal发布了新的文献求助20
13秒前
Sakura发布了新的文献求助10
13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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
A Psychological Understanding of Criticism and Mental Health 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7753125
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9299911
关于积分的说明 20255495
捐赠科研通 7335360
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310416
关于科研通互助平台的介绍 2461729
邀请新用户注册赠送积分活动 2323382