Fast Na+ Kinetics and Suppressed Voltage Hysteresis Enabled by a High‐Entropy Strategy for Sodium Oxide Cathodes

材料科学 动力学 阴极 氧化物 电化学 离子 磁滞 热扩散率 相变 化学物理 化学工程 过渡金属 热力学 电极 分析化学(期刊) 纳米技术 凝聚态物理 物理化学 物理 冶金 量子力学 化学 生物化学 色谱法 工程类 催化作用
作者
Xian‐Zuo Wang,Yuting Zuo,Yuanbin Qin,Xu Zhu,Shaowen Xu,Yüjie Guo,Tianran Yan,Liang Zhang,Zhibin Gao,Lianzheng Yu,Mengting Liu,Ya‐Xia Yin,Yonghong Cheng,Pengfei Wang,Yu‐Guo Guo,Yu‐Guo Guo,Yu‐Guo Guo
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (24): e2312300-e2312300 被引量:121
标识
DOI:10.1002/adma.202312300
摘要

Abstract O3‐type layered transition metal cathodes are promising energy storage materials due to their sufficient sodium reservoir. However, sluggish sodium ions kinetics and large voltage hysteresis, which are generally associated with Na + diffusion properties and electrochemical phase transition reversibility, drastically minimize energy density, reduce energy efficiency, and hinder further commercialization of sodium‐ion batteries (SIBs). Here, this work proposes a high‐entropy tailoring strategy through manipulating the electronic local environment within transition metal slabs to circumvent these issues. Experimental analysis combined with theoretical calculations verify that high‐entropy metal ion mixing contributes to the improved reversibility of redox reaction and O3–P3–O3 phase transition behaviors as well as the enhanced Na + diffusivity. Consequently, the designed O3‐Na 0.9 Ni 0.2 Fe 0.2 Co 0.2 Mn 0.2 Ti 0.15 Cu 0.05 O 2 material with high‐entropy characteristic could display a negligible voltage hysteresis (<0.09 V), impressive rate capability (98.6 mAh g −1 at 10 C) and long‐term cycling stability (79.4% capacity retention over 2000 cycles at 5 C). This work provides insightful guidance in mitigating the voltage hysteresis and facilitating Na + diffusion of layered oxide cathode materials to realize high‐rate and high‐energy 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
菠萝发布了新的文献求助10
刚刚
Ran发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
咪路完成签到,获得积分10
1秒前
范书豪完成签到,获得积分10
1秒前
camellia完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Rubyii发布了新的文献求助10
3秒前
supermark123完成签到,获得积分10
3秒前
慕青应助开心米粉采纳,获得30
3秒前
桐桐应助sivan采纳,获得10
4秒前
lingluo完成签到,获得积分10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
Rachel完成签到,获得积分10
4秒前
聪慧的开山完成签到 ,获得积分10
4秒前
ppat5012发布了新的文献求助10
4秒前
李方硕完成签到,获得积分10
4秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分10
5秒前
ding应助77采纳,获得10
5秒前
幽默的小夏完成签到,获得积分10
6秒前
狗头发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
zhou_AGCT完成签到,获得积分10
7秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
乐乐应助xuexi采纳,获得10
7秒前
Ran完成签到,获得积分20
7秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
大力帽子应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
大力帽子应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
8秒前
大力帽子应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
8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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5711035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5202070
关于积分的说明 15263091
捐赠科研通 4863454
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2610771
邀请新用户注册赠送积分活动 1561017
关于科研通互助平台的介绍 1518534