清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Controlling Jahn–Teller Distortion through Mn Slab Localization for Stable High-Voltage Sodium-Ion Batteries

材料科学 阴极 失真(音乐) 电压 电化学 同步加速器 离子 光电子学 格子(音乐) 水溶液 价(化学) 纳米技术 阳极 降级(电信) 表征(材料科学) 厚板 工作(物理) 化学物理 高能 高压 散射 储能 中子散射 中子衍射 电池(电) 扩展X射线吸收精细结构 化学工程 导电体
作者
Yameng Fan,Haobo Li,Xiaobo Zheng,Xiaoning Li,Peng Li,Xinghan Li,Mingyue Wang,Lingfei Zhao,J. B. Kim,Bernt Johannessen,H. Can Chen,Wen Yin,Baohua Jia,Wang Hay Kan,Tianyi Ma,Wei Kong Pang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (1): 1357-1369 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c17738
摘要

Mn-rich layered oxides are among the most promising cathode materials for large-scale sodium-ion batteries due to their high capacity, elemental abundance, and low cost. Nevertheless, the practical application of these materials is impeded by the pronounced and intractable Jahn–Teller effect associated with Mn3+ ions. This effect triggers cooperative lattice distortion, resulting in structural degradation and compromised cycling stability. In this work, we demonstrate that spatially localizing Jahn–Teller active Mn3+ ions within confined Mn-rich slabs effectively suppresses long-range distortion and stabilizes the layered framework. The engineered Mn-rich oxide, NaNi0.3Cu0.1Mn0.6O2 (NCM316), exhibits exceptional electrochemical performance, achieving 89.5% voltage retention after 200 cycles. In full-cell configurations, NCM316 delivers a high discharge voltage of 3.36 V, the highest reported for Mn-based layered cathodes, while maintaining 84% capacity retention after 500 cycles and reaching an energy density of 337 Wh kg–1, outperforming all other Mn-based layered cathodes under a high cutoff voltage of 4.4 V. Comprehensive characterization using synchrotron X-ray and neutron scattering techniques, supported by theoretical simulations, confirm the localized presence of Mn3+ and elucidate its role in maintaining structural integrity and mitigating adverse interactions with neighboring transition metals. This work offers insight into the mechanism of Jahn–Teller distortion in Mn-rich layered oxides and proposes a broadly applicable design principle for stabilizing other Jahn–Teller active systems, such as layered lithium-rich cathodes, spinel-type oxides, and manganese-based materials for aqueous 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
13秒前
柯南完成签到 ,获得积分10
24秒前
28秒前
淡淡念桃发布了新的文献求助10
31秒前
dudu完成签到 ,获得积分10
31秒前
42秒前
思源应助Yoeyvol采纳,获得10
52秒前
58秒前
gucj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Yoeyvol发布了新的文献求助10
1分钟前
淡淡念桃完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
烟花应助Yoeyvol采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Liyipu发布了新的文献求助10
1分钟前
2分钟前
藏11完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Liyipu完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
Yoeyvol发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
周士翔完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
沙海沉戈完成签到,获得积分0
3分钟前
SciGPT应助琴_Q123采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
4分钟前
车慧怡完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
4分钟前
小羊完成签到 ,获得积分10
5分钟前
orixero应助Yoeyvol采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
Yoeyvol发布了新的文献求助10
5分钟前
漫天飞雪_寒江孤影完成签到 ,获得积分10
5分钟前
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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
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 7323723
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8939112
关于积分的说明 18952190
捐赠科研通 6980819
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215294
关于科研通互助平台的介绍 2382729
邀请新用户注册赠送积分活动 2194563