Understanding the Synergistic Effect of Mg/Co Ions Doping on the Layer‐Tunnel Hybrid Structure of Na 0.44 MnO 2 Cathode Materials

材料科学 阴极 密度泛函理论 电化学 离子 氧化物 兴奋剂 锰 晶体结构 无机化学 化学工程 电极 物理化学 化学 结晶学 计算化学 光电子学 冶金 有机化学 工程类
作者
Huiyu Zhang,Jian Li,Tongyang Shen,Jian Li,Tong Wu,Kewei Feng,Taomei Huang,Haoyu Tang,Chengming Deng,Lizhi Xiong,Xianwen Wu,Yanhong Xiang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (22): e2411775-e2411775 被引量:3
标识
DOI:10.1002/smll.202411775
摘要

Abstract Sodium manganese oxide Na 0.44 MnO 2 has become a promising cathode material for sodium ion batteries due to its stable tunnel structure, but its low Na + content and Mn 3+ induced Jahn Teller (JT) distortion pose challenges to its practical application. This study constructs a tunnel‐layered hybrid material that combines the advantage of two structures through co‐doping with Mg and Co ions. The Mg/Co co‐substitution effect is crucial in regulating the hybrid crystal structure, as it compresses the TM‐O layer (transition metal oxide plates) and expands the Na layer spacing, enhancing Na + diffusion kinetics. This modification also mitigates lattice distortion from the JT effect, improving structural stability. Electrochemical studies reveal that the Na 0.44 Mn 0.96 Mg 0.02 Co 0.02 O 2 cathode in sodium‐ion batteries demonstrates a higher initial specific capacity (135.8 mAh g −1 , 0.5C) and improved cycle stability. Density functional theory (DFT) calculations further confirm that Mg and Co ions reduce the band gap, enhance electronic conductivity, and improve rate performance. Additionally, the increased O 2p state density near the Fermi level favors oxygen redox reactions. This research provides a new method for the design of energy storage materials. Besides, the investigation into the mechanism of Mg and Co dual substitution offers a promising strategy for optimizing sodium‐ion batteries.
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
Jxw完成签到,获得积分10
刚刚
输液袋369完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
sherrymasha完成签到,获得积分10
1秒前
诸葛凤雏完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.2的应助被lbh采纳,获得10
1秒前
2秒前
kilo完成签到,获得积分10
2秒前
轻松叫兽完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
reece完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
缓慢的孤菱完成签到,获得积分10
3秒前
天天只会睡大觉完成签到,获得积分10
3秒前
wushuosi完成签到,获得积分10
3秒前
宋浩奇完成签到 ,获得积分10
3秒前
年少轻狂最情深完成签到 ,获得积分10
4秒前
tanghong完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
山茶花完成签到,获得积分10
4秒前
七七完成签到,获得积分10
4秒前
武老师贼帅完成签到,获得积分10
5秒前
小羽完成签到,获得积分10
5秒前
朱哥永正发布了新的文献求助10
5秒前
wefun完成签到,获得积分10
5秒前
sunj完成签到,获得积分10
5秒前
光明磊落完成签到,获得积分10
5秒前
Sunny完成签到,获得积分10
6秒前
zzz完成签到,获得积分10
6秒前
zz完成签到,获得积分10
6秒前
小叶同学完成签到,获得积分10
6秒前
Jack_academic完成签到,获得积分10
6秒前
lidocaine完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6.4的应助被曹冲采纳,获得10
6秒前
7秒前
乐乐的应助被深情雅柔采纳,获得10
7秒前
7秒前
skycool完成签到,获得积分0
8秒前
8秒前
8秒前
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
Campbell's Operative Orthopaedics, E-Book 3000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8014621
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9461231
关于积分的说明 21185452
捐赠科研通 7585951
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3384688
关于科研通互助平台的介绍 2517787
邀请新用户注册赠送积分活动 2419890