A Holistic Picture of the Phase Construction Process of O3‐Structured NaNi1/3Mn1/3Fe1/3O2 for Sodium‐Ion Batteries

材料科学 过程(计算) 相(物质) 结晶学 无机化学 化学工程 有机化学 冶金 计算机科学 工程类 化学 操作系统
作者
Guoyao Pang,Yang Gu,Haoxiang Zhuo,Meng Li,Kuan Wang,Jian Wang,Dongniu Wang,Jiangtao Hu,Biwei Xiao,Weidong Zhuang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202505824
摘要

Abstract The synthesis process of layered oxide cathode materials is pivotal yet underexplored in sodium‐ion battery (SIB) research. This study systematically investigates the phase construction mechanisms of O3‐structured NaNi 1/3 Mn 1/3 Fe 1/3 O 2 (NMF) through in situ heating XRD, synchrotron‐based STXM, and electrochemical analysis, focusing on decomposition, diffusion, phase transformation, and oxidation steps during the synthesis. Three precursors—co‐precipitated hydroxides, micrometer‐sized metal oxides (MO), and nanometer‐sized oxides (sand‐milled metal oxides, SMMO)—are compared, alongside sodium sources (Na 2 CO 3 , NaOH, NaHCO 3 ). Hydroxide precursors enabled a direct P3‐to‐O3 solid‐solution transition via homogeneous Na‐ion diffusion, yielding uniform structures and superior electrochemical performance (131 mAh g −1 discharge capacity). In contrast, MO precursors exhibited stepwise phase evolution: Mn 2 O 3 initiated P3 formation at 425 °C, Fe 2 O 3 promoted O3 nucleation at 675 °C, and NiO finalized the transition at 800 °C, albeit with residual impurities. Reducing precursor size (SMMO) delayed phase onset temperatures but retained diffusion‐controlled pathways. Sodium source decomposition kinetics critically influenced phase transitions: NaOH accelerated O3 formation at lower temperatures, while NaHCO 3 delayed P3‐O3 conversion. STXM revealed heterogeneous oxidation states in oxide‐derived samples, correlating with sluggish diffusion and inferior cycling stability. This work establishes that precursor uniformity and sodium source selection govern diffusion homogeneity, phase purity, and electrochemical behavior.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zikncy发布了新的文献求助10
刚刚
shunlu完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
xiaixax完成签到,获得积分10
1秒前
eric888应助忧虑的代容采纳,获得200
2秒前
paws完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
大模型应助pinkpink采纳,获得10
4秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
宸哥发布了新的文献求助10
5秒前
柔弱的鱼发布了新的文献求助30
6秒前
爆米花应助彭生采纳,获得10
7秒前
Muhammad完成签到,获得积分10
7秒前
zikncy完成签到,获得积分10
7秒前
义气百合发布了新的文献求助10
8秒前
领导范儿应助易酰水烊酸采纳,获得10
8秒前
qqqqqqqqqqq完成签到,获得积分20
8秒前
wise111发布了新的文献求助10
8秒前
共享精神应助虞若菱采纳,获得10
9秒前
细腻的芷文完成签到,获得积分20
9秒前
孙燕应助JILIGULU采纳,获得10
9秒前
小雨发布了新的文献求助10
9秒前
hehe完成签到,获得积分10
9秒前
宸哥完成签到,获得积分10
10秒前
1111完成签到,获得积分20
10秒前
科研通AI2S应助zikncy采纳,获得10
12秒前
李白完成签到,获得积分10
13秒前
五花肉完成签到,获得积分10
13秒前
andrele发布了新的文献求助10
13秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
13秒前
丰知然应助小白采纳,获得10
14秒前
Ralph发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
14秒前
于涛关注了科研通微信公众号
14秒前
时567完成签到,获得积分10
16秒前
张emo发布了新的文献求助10
16秒前
xiaolei完成签到 ,获得积分10
18秒前
高分求助中
Africanfuturism: African Imaginings of Other Times, Spaces, and Worlds 3000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Structural Equation Modeling of Multiple Rater Data 700
 Introduction to Comparative Public Administration Administrative Systems and Reforms in Europe, Third Edition 3rd edition 590
全球膝关节骨性关节炎市场研究报告 555
Exhibiting Chinese Art in Asia: Histories, Politics and Practices 540
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3888460
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3430788
关于积分的说明 10771517
捐赠科研通 3155878
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1742727
邀请新用户注册赠送积分活动 841301
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 785885