Understanding the Multiple Effects of TiO2 Coating on NaMn0.33Fe0.33Ni0.33O2 Cathode Material for Na-Ion Batteries

兴奋剂 材料科学 涂层 阴极 离子 结构稳定性 过渡金属 电化学 复合材料 化学工程 分析化学(期刊) 化学 光电子学 电极 物理化学 工程类 结构工程 生物化学 催化作用 有机化学 色谱法
作者
Yang Yu,Weijin Kong,Qingyuan Li,De Ning,Götz Schuck,G. Schumacher,Chunjian Su,Xiangfeng Liu
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (1): 933-942 被引量:186
标识
DOI:10.1021/acsaem.9b02021
摘要

O3-type NaTMO2 (TM = transition metal) as cathodes for Na-ion batteries have aroused much interest. But the structural instability during charge–discharge cycles and the inferior rate capability restricts their application. In this study, we report a synergetic modification method to simultaneously increase the rate capacity and cycling stability of O3-type NaMn0.33Fe0.33Ni0.33O2(MFN) cathode material by integrating TiO2 coating and Ti4+ doping. Moreover, the synergetic mechanism has been put forward. First, the TiO2-coating layer prevents the side reactions on the surface, which can retain the structural integrity and stability. Second, TiO2-coating induces Ti4+ doping which enlarges Na–O and increases the interslab spacing d. This raises the Na+ diffusion coefficient and improves the rate performance. Third, because of the large Ti–O bond energy, the TM–O bond shrinks when Ti4+ is doped into the transition metal site. O–O is also shortened due to the Ti doping. TMO2 slabs are compressed, which benefits the structural stability and the cyclic property. Fourth, Ti doping accompanying TiO2 coating decreases Mn3+/Mn4+ and mitigates the Jahn–Teller effect. This increases the stability of the layered structure. The understanding of the multiroles of TiO2 coating is equally instructive for the exploration of other cathode materials for Na-ion or Li-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
1秒前
沧海一声笑完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
生动安波应助白嫖论文采纳,获得10
3秒前
4秒前
辛勤的寒荷完成签到,获得积分10
4秒前
缓慢曼易发布了新的文献求助10
5秒前
guoguo发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
秀丽笑容发布了新的文献求助120
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
一一一完成签到,获得积分20
9秒前
冬日暖阳发布了新的文献求助10
9秒前
贝利亚大王完成签到,获得积分10
9秒前
情怀应助无语的丹寒采纳,获得10
9秒前
沉静水儿发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
乌日完成签到 ,获得积分0
10秒前
VIVI发布了新的文献求助100
10秒前
Yuan完成签到 ,获得积分10
11秒前
辛勤的寒荷关注了科研通微信公众号
12秒前
大模型应助小黑采纳,获得20
12秒前
13秒前
888发布了新的文献求助30
14秒前
泥豪泥嚎完成签到 ,获得积分10
15秒前
杨杨完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
彩色橘子发布了新的文献求助10
17秒前
汉堡包应助聪慧丹寒采纳,获得10
18秒前
Tin完成签到 ,获得积分10
18秒前
WXY发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
自信绿蝶完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
20秒前
烟花应助888采纳,获得10
20秒前
yunyueqixun完成签到,获得积分10
20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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
Psychology of Self-Regulation 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
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 5642496
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4758935
关于积分的说明 15017747
捐赠科研通 4801078
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2566357
邀请新用户注册赠送积分活动 1524465
关于科研通互助平台的介绍 1483995