Long‐Range Cation Disorder Enhances Comprehensive Performance in Mn‐Rich Layered Sodium Cathodes

材料科学 阴极 航程(航空) 无机化学 纳米技术 化学工程 冶金 复合材料 物理化学 工程类 化学
作者
Maolin Yang,Tingting Yang,Mingjie Dong,Zhongyuan Huang,Yuguang Pu,Lei Jin,Rui Wang,Yuxi Luo,Tao Zeng,Yonglin Tang,Jun Chen,Rafal E. Dunin‐Borkowski,Ziwei Chen,Yu Qiao,Yinguo Xiao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (30): e2500984-e2500984 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adma.202500984
摘要

Abstract Mn‐rich layered oxides (MRLOs) are promising low‐cost cathode materials for sustainable sodium‐ion batteries (SIBs). However, the low Mn 4+ /Mn 3+ redox potential limits their energy densities, and the Jahn‐Teller distortion that occurs surrounding Mn 3+ at low voltages destabilizes the structure. Additionally, complex ordered structures inherently present in MRLOs hinder Na + migration. In this study, new types of cation ordering structures are discovered in common MRLOs. By regulating oxygen vacancy formation, the transition from short‐range to long‐range cation ordering is disrupted, effectively mitigating cooperative Jahn‐Teller distortion and achieving a 95.3% capacity retention over 1 000 cycles at 8 C. The maximum entropy method (MEM) analysis is performed based on neutron diffraction data, which visualizes significantly optimized Na + diffusion pathways in long‐range disordered cathode with enhanced Na + diffusion kinetics. Furthermore, the formation of oxygen vacancy elevates the Mn 4+ /Mn 3+ redox potential, resulting in a competitive energy density of 626 Wh kg −1 within 1.5–4.5 V in a half‐cell configuration. This work offers a multiscale approach to precise elucidation of the cathode crystal structure and provides a feasible pathway to optimize sodium‐ion cathodes by disrupting long‐range cation ordering, ultimately facilitating substantial improvements in electrochemical performance.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
科研菜鸡完成签到,获得积分10
1秒前
蓝天应助鄂坤采纳,获得10
2秒前
Stone完成签到,获得积分10
3秒前
金金完成签到 ,获得积分10
4秒前
dd发布了新的文献求助10
6秒前
robin完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
小滕完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
underunder完成签到,获得积分10
9秒前
夜猫子完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
yangsi完成签到 ,获得积分10
12秒前
霸气凝云发布了新的文献求助10
13秒前
小滕发布了新的文献求助10
14秒前
小石头发布了新的文献求助10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
Anzu发布了新的文献求助10
15秒前
Spinnin完成签到,获得积分10
17秒前
Yin发布了新的文献求助10
17秒前
上官若男应助霸气凝云采纳,获得10
17秒前
淡定秀发完成签到,获得积分10
18秒前
天天快乐应助Anzu采纳,获得10
19秒前
123完成签到,获得积分10
20秒前
xx完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
ding应助syyy022采纳,获得20
22秒前
我不喜欢吃蔬菜完成签到 ,获得积分10
23秒前
小乐完成签到,获得积分10
23秒前
lxl220完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
Transition发布了新的文献求助30
27秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
27秒前
Duomo完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
nan完成签到,获得积分10
28秒前
Ava应助zxt采纳,获得10
28秒前
29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
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
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 5604076
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688879
关于积分的说明 14856774
捐赠科研通 4696188
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541118
邀请新用户注册赠送积分活动 1507302
关于科研通互助平台的介绍 1471851