Phase Heterojunction by Constructing Built‐In Electric Field toward Sodium‐Rich Cathode Material

材料科学 尖晶石 阴极 异质结 氧化物 半导体 化学工程 光电子学 物理化学 冶金 化学 工程类
作者
Qingsong Lai,Chen Liu,Xuan‐Wen Gao,Zhaomeng Liu,Dongrun Yang,Zhen Nie,Wei Li,Qinfen Gu,Wen Luo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202411504
摘要

Abstract An artificial built‐in electric field from phase heterojunction is constructed within sodium‐rich manganese‐based layer‐structured oxide O3‐Na[Ni 0.3 Mn 0.55 Cu 0.1 Ti 0.05 ]O 2 @Na 2 MoO 4 through shared oxygen atoms. The spinel Na 2 MoO 4 phase behaves as a p‐type semiconductor, while the O3‐Na[Ni 0.3 Mn 0.55 Cu 0.1 Ti 0.05 ]O 2 phase functions as an n‐type semiconductor. It can efficiently reduce the diffusion barrier and enhance electron transport, which can adequately promote the interfacial desolvation ability and reduce bulk lattice strains. The formed spinel heterostructure with crystal structure stability can also enhance the interface Na + diffusion and protect the electrode against moisture and carbon dioxide corrosion. Besides, the molybdenum introduction within the lattice bulk can enhance the bond covalency, fortifying lattice oxygen stability and restraining structural distortion effectively. The obtained cathode demonstrates a high up to 224.61 mAh g −1 discharge specific capacity at 0.1 C and a long cycle stability with a 60.44% capacity retention after 265 cycles at 0.5 C. This study illuminates the potential of Na‐rich Mn‐based oxide cathodes for high‐energy‐density sodium battery utilizations.
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