Enhancing the Reversibility and Kinetics of Heterovalent Ion‐Substituted Mn‐Based Prussian Blue Analogue Cathodes via Intervalence Charge Transfer

普鲁士蓝 动力学 阴极 离子 电荷(物理) 材料科学 化学 电极 电化学 物理化学 物理 有机化学 量子力学
作者
Lingtong Kong,Zhongxin Jing,Muhammad Mamoor,Yifan Jiang,Yanjun Zhai,Guangmeng Qu,Lu Wang,Bin Wang,Liqiang Xu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (22): e202500254-e202500254 被引量:27
标识
DOI:10.1002/anie.202500254
摘要

Mn3+ (d4) in manganese-based Prussian blue analogues (MnPBA) exhibits intrinsic orbital degeneracy upon sodiation/desodiation, resulting in severe Jahn-Teller distortion, which usually causes rapid capacity decay and sluggish kinetics. Unfortunately, traditional modification strategies are insufficient for electronic tuning of Mn3+ to mitigate these issues. Herein, Intervalence Charge Transfer (IVCT) of manganese and iron to vanadium ions is unraveled in a series of novel V3+-substituted MnPBA to enhance electrochemical reaction reversibility and kinetics. IVCT drives electron distribution from localized to delocalized, achieves electronic coupling, and mitigates Jahn-Teller by transferring a single-electron of Mn3+ eg orbital. Notably, the reported Na1.2V0.63Mn0.58Fe(CN)6 cathode demonstrates excellent rate capability (136.9 mAh g-1 at 20 mA g-1 and 94.9 mAh g-1 at 20 A g-1), remarkable long-cycle stability (91.6 % capacity retention after 300 cycles at 20 mA g-1 and 90.7 % after 2000 cycles at 2 A g-1), and robust performance across a wide temperature range (98.59 % capacity after 300 cycles at -30 °C and 50 mA g-1), surpassing the majority of reported sodium-ion cathodes. The intrinsic functioning mechanism of IVCT and quasi-zero-strain reaction mechanism were adequately understood through systematic in situ/ex situ characterizations. This study further develops electron-tuning of PBA, opening a new avenue toward advanced sodium-ion battery cathode materials.
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
科研通AI6.1应助renpp822采纳,获得10
刚刚
无语的大山完成签到,获得积分10
1秒前
时光完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
whr发布了新的文献求助10
4秒前
NicotineZen完成签到,获得积分10
4秒前
自然完成签到,获得积分10
4秒前
林黛玉完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
原子发布了新的文献求助10
7秒前
青柠完成签到,获得积分10
8秒前
机灵乐驹完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Akim应助独特寒珊采纳,获得10
10秒前
ccxxqq完成签到,获得积分10
10秒前
ccxxqq发布了新的文献求助10
12秒前
叶财财完成签到,获得积分10
14秒前
CipherSage应助如意小丸子采纳,获得10
14秒前
14秒前
ai zs发布了新的文献求助10
15秒前
SciGPT应助天天天王采纳,获得10
15秒前
16秒前
AllRightReserved应助且陶陶采纳,获得10
16秒前
16秒前
MMMMMa完成签到,获得积分10
17秒前
wddmj发布了新的文献求助10
17秒前
美丽飞凤完成签到,获得积分10
17秒前
SciGPT应助秀丽的平彤采纳,获得10
17秒前
18秒前
无极微光应助WSR采纳,获得20
18秒前
猫橘汽水发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
five_mouse完成签到,获得积分10
20秒前
11发布了新的文献求助10
20秒前
去码头整点薯条完成签到,获得积分10
21秒前
CipherSage应助椰子采纳,获得10
22秒前
23秒前
24秒前
Lucas应助小希采纳,获得10
24秒前
25秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 500
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 6559783
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8342516
关于积分的说明 17874215
捐赠科研通 5680266
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2941531
邀请新用户注册赠送积分活动 1917325
关于科研通互助平台的介绍 1789404