Rational Design of a Complete Solid-Solution Reaction P2-Type Na-Ion Layered Oxide Cathode with High Performance

阴极 材料科学 空位缺陷 相变 扩散 相(物质) 氧化物 离子 限制 电压 过渡金属 化学工程 化学物理 化学 热力学 结晶学 物理化学 电气工程 冶金 机械工程 生物化学 物理 有机化学 工程类 催化作用
作者
Jianxiang Gao,Hao Guo,Xuesheng Jiao,Zhengyao Li,Xiaobai Ma,Xufeng Hu,Qinghua Huang,Kai Sun,Dongfeng Chen
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (11): 5753-5760 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsaem.3c00135
摘要

P2-type Na-ion layered oxides have received wide consideration as cathodes for Na-ion batteries (SIBs) attributing to their easy syntheses, high theoretical capacity, and convenient Na+ diffusion paths. However, the different Na+/vacancy orderings and large-volume phase transitions at high voltages cause poor cycling performance and rate capability, limiting the development and application of P2-type layered oxides. Herein, we propose a feasible strategy for rationally adjusting transition metals and combining different functionalities of multiple elements. Results showed that multiple redox couples provided sufficient charge compensation and moderately inactive Ti could help suppress occurrence of Na+/vacancy ordering and hinder the phase transitions from P2 to O2 with large volume variations. Consequently, the designed Na0.7Ni0.25Cu0.05Fe0.1Mn0.35Ti0.25O2 cathode presented a complete solid-solution reaction with small volume change (∼1%) upon charging and discharging. The highly reversible solid-solution behavior and inhibited P2–O2 phase transformation enabled this cathode to deliver a capacity of 121 mAh/g in a voltage between 2.0 and 4.2 V, outstanding cycling stability with a capacity retention of 89% after 1000 cycles, and rate performance (62% conservation rate at 10 C). This study provides a highly available approach to design high-performance layered oxide cathodes for advanced SIBs.
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
屿_1完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
jshmech应助Tonypig采纳,获得30
1秒前
llp发布了新的文献求助10
2秒前
思源应助一方采纳,获得10
3秒前
nszws完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
jenny发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
wnll完成签到,获得积分0
6秒前
雪花飞剪完成签到,获得积分10
7秒前
Yue发布了新的文献求助10
8秒前
不吃香菜完成签到,获得积分10
9秒前
欢喜的元霜完成签到,获得积分10
9秒前
theinu发布了新的文献求助10
10秒前
ty完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
wnmcgl发布了新的文献求助10
12秒前
叁木完成签到,获得积分20
12秒前
流淌的愚者完成签到,获得积分10
12秒前
SSD发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
16秒前
区区区发布了新的文献求助10
16秒前
镜花水月完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
砚田青衿完成签到,获得积分0
19秒前
22秒前
22秒前
菘蓝发布了新的文献求助10
22秒前
叁木发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
Biyanchao完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
熊大发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
26秒前
大模型应助儒雅振家采纳,获得10
27秒前
东郭一斩完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
Organic Reactions Volume 118 400
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 6454488
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8265323
关于积分的说明 17615726
捐赠科研通 5520181
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2904638
邀请新用户注册赠送积分活动 1881401
关于科研通互助平台的介绍 1723996