Mitigating the Jahn–Teller effect and enhancing the conductivity of O3-type NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 cathode through Mn replacement with Sc for high-performance sodium-ion batteries

雅恩-泰勒效应 阴极 电导率 离子 材料科学 化学工程 无机化学 光电子学 化学 冶金 物理化学 工程类 有机化学
作者
Wenxu Wang,Yue Sun,Pengcong Wen,Yueqiang Zhou,Dongyun Zhang,Chengkang Chang
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:994: 174585-174585 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2024.174585
摘要

This study presents a novel modification strategy involving the replacement of Mn with Sc in the cathode of NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 (NFM). The results of this study confirmed that Sc doping introduced strong Sc–O bonds to enhance the bonding between transition metal ions and O2−. Additionally, Sc doping reduced the proportion Mn3+ in the material (from 50.23% to 47.46%), thereby inhibiting the material structural distortion due to the Jahn–Teller effect induced by Mn3+. These factors were the main contributors to the improved cycling performance of the modified material. Furthermore, the introduction of Sc decreased the band gap of the material (1.7416–1.6706 eV) and the Na+ activation barrier energy (0.773–0.732 eV). These changes not noly facilitated the de-embedding of Na+ in the material lattice but also significantly enhanced the material electronic conductivity, leading to an excellent rate performance of the modified material. These results indicate that the NFM-Sc0.01 sample maintained an ultra-high capacity retention of 86.45% after 200 cycles at 1 C. At 5 C, the discharge capacity of NFM-Sc0.01 significantly increased from 79.3 mAh g−1 in NFM to 93.4 mAh g−1, demonstrating great potential for industrialized applications.
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
Lucas应助英俊的冰棍采纳,获得10
1秒前
ROY完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
会飞的花生完成签到,获得积分10
2秒前
Kao应助元谷雪采纳,获得10
2秒前
面向阳光完成签到,获得积分10
3秒前
Zhang完成签到,获得积分10
3秒前
Orange应助KhalilHao采纳,获得10
4秒前
kevin完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
歪歪象完成签到,获得积分10
5秒前
云淡风轻完成签到,获得积分10
6秒前
枫泾发布了新的文献求助10
6秒前
yilin完成签到 ,获得积分10
6秒前
Amber完成签到,获得积分10
6秒前
淘气宇完成签到,获得积分20
6秒前
紫杉完成签到,获得积分10
7秒前
小摩尔完成签到 ,获得积分10
7秒前
zyf完成签到,获得积分10
7秒前
烟花应助苹果乐派采纳,获得10
7秒前
落后钢铁侠完成签到 ,获得积分10
7秒前
我是老大应助小酱鸭采纳,获得10
7秒前
难过含烟完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
小地蛋完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
桐桐应助Zhang采纳,获得10
8秒前
Dfish完成签到,获得积分10
8秒前
陈俊宇完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
南窗下完成签到 ,获得积分10
10秒前
深情安青应助初景采纳,获得10
10秒前
佳佳完成签到,获得积分10
10秒前
斯文败类应助岁月如酒采纳,获得10
11秒前
fantasy应助猛犸象冲冲冲采纳,获得10
11秒前
klicking完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
zyz完成签到,获得积分10
13秒前
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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
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 7324270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8939674
关于积分的说明 18953378
捐赠科研通 6980973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215354
关于科研通互助平台的介绍 2382758
邀请新用户注册赠送积分活动 2194644