Niobium-doped layered cathode material for high-power and low-temperature sodium-ion batteries

阴极 材料科学 离子 兴奋剂 氧化铌 化学 光电子学 物理化学 冶金 有机化学
作者
Qinhao Shi,Ruijuan Qi,Xiaochen Feng,Jing Wang,Yong Li,Zhenpeng Yao,Xuan Wang,Qianqian Li,Xionggang Lu,Jiujun Zhang,Yufeng Zhao
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 3205-3205 被引量:334
标识
DOI:10.1038/s41467-022-30942-z
摘要

The application of sodium-based batteries in grid-scale energy storage requires electrode materials that facilitate fast and stable charge storage at various temperatures. However, this goal is not entirely achievable in the case of P2-type layered transition-metal oxides because of the sluggish kinetics and unfavorable electrode|electrolyte interphase formation. To circumvent these issues, we propose a P2-type Na0.78Ni0.31Mn0.67Nb0.02O2 (P2-NaMNNb) cathode active material where the niobium doping enables reduction in the electronic band gap and ionic diffusion energy barrier while favoring the Na-ion mobility. Via physicochemical characterizations and theoretical calculations, we demonstrate that the niobium induces atomic scale surface reorganization, hindering metal dissolution from the cathode into the electrolyte. We also report the testing of the cathode material in coin cell configuration using Na metal or hard carbon as anode active materials and ether-based electrolyte solutions. Interestingly, the Na||P2-NaMNNb cell can be cycled up to 9.2 A g-1 (50 C), showing a discharge capacity of approximately 65 mAh g-1 at 25 °C. Furthermore, the Na||P2-NaMNNb cell can also be charged/discharged for 1800 cycles at 368 mA g-1 and -40 °C, demonstrating a capacity retention of approximately 76% and a final discharge capacity of approximately 70 mAh g-1.
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
chujiu完成签到 ,获得积分10
3秒前
phobeeee完成签到 ,获得积分10
3秒前
阿白完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
大个应助chenbring采纳,获得10
5秒前
浮光完成签到,获得积分10
6秒前
潇洒莞完成签到 ,获得积分10
6秒前
斯奈克完成签到,获得积分10
8秒前
酷波er应助活力向南采纳,获得10
9秒前
小黄豆完成签到,获得积分10
9秒前
xiaofeixia完成签到 ,获得积分10
10秒前
悬铃木完成签到,获得积分10
12秒前
土拨鼠完成签到 ,获得积分0
14秒前
JIANHUAN完成签到,获得积分10
15秒前
mjc完成签到 ,获得积分10
16秒前
蔚蓝完成签到 ,获得积分10
18秒前
21秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
22秒前
Sci完成签到,获得积分10
23秒前
海边有朵云作的鱼完成签到,获得积分10
23秒前
烟花应助康康采纳,获得10
23秒前
wnll完成签到,获得积分0
24秒前
ys完成签到 ,获得积分10
25秒前
研友_Z1eDgZ完成签到,获得积分10
30秒前
王wang完成签到 ,获得积分10
31秒前
超越俗尘完成签到,获得积分10
35秒前
思源应助v小飞侠101采纳,获得10
38秒前
nicky完成签到 ,获得积分10
39秒前
JLB完成签到 ,获得积分10
42秒前
ayn完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
可爱的函函应助活力向南采纳,获得10
45秒前
墨林云海完成签到,获得积分10
45秒前
茅十八完成签到,获得积分10
46秒前
大个应助DD采纳,获得10
47秒前
lm完成签到 ,获得积分10
48秒前
49秒前
chenbring发布了新的文献求助10
49秒前
白马非马完成签到 ,获得积分10
51秒前
v小飞侠101发布了新的文献求助10
53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 Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6436686
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251066
关于积分的说明 17551781
捐赠科研通 5495037
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898214
邀请新用户注册赠送积分活动 1874938
关于科研通互助平台的介绍 1716197