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
lan发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
哈哈发布了新的文献求助10
2秒前
zhang-gentle完成签到,获得积分10
3秒前
11111发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
yb发布了新的文献求助10
4秒前
qiwb发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Garland应助lee采纳,获得10
8秒前
xll发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
穆雨完成签到,获得积分10
10秒前
1234发布了新的文献求助10
10秒前
kk完成签到,获得积分10
11秒前
qingyun完成签到 ,获得积分10
11秒前
jiayou发布了新的文献求助10
12秒前
hhh发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
15秒前
11111完成签到,获得积分10
15秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
16秒前
16秒前
愤怒的绝施完成签到,获得积分10
16秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
17秒前
hbc完成签到,获得积分10
17秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
唯陌zero应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
NANA发布了新的文献求助10
17秒前
酱紫完成签到 ,获得积分10
18秒前
结实大树完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
彭于晏应助一只A茂采纳,获得10
19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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Positive Art Therapy Theory and Practice 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Key mechanistic insights into the intramolecular C-H bond amination and double bond aziridination in sulfamate esters catalyzed by dirhodium tetracarboxylate complexes 500
The Neuroscience of Language 400
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 7671575
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9238668
关于积分的说明 19897453
捐赠科研通 7241029
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285057
关于科研通互助平台的介绍 2443342
邀请新用户注册赠送积分活动 2287214