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!

Rational Design of High-Na P2-Type Cathodes for Sodium-Ion Batteries: Unveiling Phase Formation Principles and Composition–Structure–Performance Correlations

阴极 化学 结构稳定性 电化学 合理设计 桥接(联网) 化学物理 相(物质) 格子(音乐) 储能 化学工程 相变 工作(物理) 纳米技术 密度泛函理论 扩散 容量损失 电极 金属 分析化学(期刊) 过渡金属 理论(学习稳定性) 材料设计 弹性(材料科学)
作者
Yitong Zhou,Jinfang Wu,Shuyin Xu,Dongxiao Wang,Jiayu Li,Xiaohui Rong,Siyu Li,Yuxuan Liu,Yingchun Lyu,Yong‐Sheng Hu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (15): 15605-15617
标识
DOI:10.1021/jacs.5c20111
摘要

High-performance cathodes are required for advancing sodium-ion batteries, where both the Na content and transition metal (TM) composition significantly influence electrochemical performance. This work presents a rational design strategy for P2-type layered oxides, integrating increased Na content, reduced Ni/Fe concentration, balanced Mn 3+ /Mn 4+ ratio, and Li incorporation. Guided by this approach, a series of high-Na-content P2-type cathodes was developed, and the key phase formation principles for Fe-containing compositions were revealed. Correlation analysis suggested an optimal composition, Na 0.8 Li 0.07 Fe 0.12 Ni 0.11 Mn 0.7 O 2, featuring ultralow Ni content, demonstrated enhanced structural stability and Na + diffusion kinetics. In situ XRD analysis confirmed exceptional structural resilience during cycling, exhibiting minimal lattice strain (1.5% volume variation) attributed to sufficient Na at the Na f site, mitigating TM layer gliding. Electrochemical evaluation revealed outstanding performance: a high reversible capacity (125.8 mAh g –1 at 0.1 C, 2.5–4.5 V), excellent cycling stability (81.6% capacity retention after 500 cycles at 1 C), and superior energy density in full cells (268.1 Wh kg –1 ). It also exhibited remarkable air stability, retaining structural integrity and 96.9% initial capacity after 10 days of air exposure. This design-oriented strategy not only clarifies the intrinsic phase formation rules but also establishes a paradigm for compositionally guided cathode engineering, bridging fundamental understanding and practical material design.
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
fatcat完成签到,获得积分10
1秒前
Royzeng完成签到 ,获得积分10
2秒前
砚木完成签到 ,获得积分10
3秒前
无辜秋尽完成签到,获得积分10
3秒前
yff完成签到 ,获得积分10
18秒前
微笑的雅彤完成签到,获得积分10
28秒前
鱿鱼炒黄瓜完成签到,获得积分10
30秒前
XP完成签到,获得积分10
34秒前
北月南弦完成签到 ,获得积分10
42秒前
一道光完成签到,获得积分10
42秒前
Bill完成签到 ,获得积分10
47秒前
DLT完成签到 ,获得积分10
47秒前
哭泣青雪完成签到,获得积分10
59秒前
婉莹完成签到 ,获得积分0
1分钟前
仁爱的鲂完成签到,获得积分10
1分钟前
kk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
机灵的夜梅完成签到,获得积分10
1分钟前
美妮完成签到,获得积分10
1分钟前
大气的尔蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
彩色听筠完成签到,获得积分10
1分钟前
简单的冬瓜完成签到,获得积分10
1分钟前
李爱国的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
酷波er的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
燕儿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
guoxihan完成签到,获得积分10
2分钟前
无限冰安完成签到,获得积分10
2分钟前
跳跳虎完成签到 ,获得积分10
2分钟前
灵巧小夏完成签到,获得积分10
2分钟前
受伤的爆米花完成签到,获得积分10
2分钟前
石头完成签到 ,获得积分10
2分钟前
灿烂而孤独的八戒完成签到 ,获得积分0
2分钟前
沉默的从波完成签到,获得积分10
3分钟前
善良的含芙完成签到,获得积分10
3分钟前
露露完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
超男完成签到 ,获得积分10
3分钟前
cc完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Arctic完成签到 ,获得积分10
3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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7900671
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9408023
关于积分的说明 20878262
捐赠科研通 7503494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3360570
关于科研通互助平台的介绍 2498930
邀请新用户注册赠送积分活动 2390540