Suppressed P3–O3′ Phase Transition and Enhanced Na+ Diffusion Kinetics of O3-Type Layered Oxide Cathode via Multivariate Doping

材料科学 阴极 兴奋剂 动力学 扩散 氧化物 相变 相(物质) 分析化学(期刊) 物理化学 化学工程 热力学 光电子学 色谱法 工程类 有机化学 化学 冶金 物理 量子力学
作者
Zhe Xu,Haidi Yang,Xuesen Zhao,Runguo Zheng,Zhishuang Song,Zhiyuan Wang,Hongyu Sun,Yanguo Liu,Dan Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (1): 1085-1096 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.4c16665
摘要

O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 has attracted much attention as a cathode for sodium-ion batteries, because of its low cost and high sodium-ion storage capacity. However, its slow Na+ diffusion kinetics and harmful P3–O3′ phase transition with severe bulk strain at high voltage leads to poor rate capability and fast capacity fading. Herein, we propose a multivariate doping strategy with Cu, Mg, and Ti ions to solve the above problems of the O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 cathode. The O3–Na(Ni1/3Fe1/3Mn1/3)0.9Cu0.03Mg0.02Ti0.05O2 (NFMCMT) cathode exhibits enlarged Na+ diffusion channels and a strengthened layered structure, which improves the Na+ diffusion kinetics, suppresses the harmful P3–O3′ phase transition at high voltages, and inhibits the intragranular fatigue cracks, leading to enhanced rate capability and cycling performance. As a result, the NFMCMT exhibits outstanding performance in the 2–4.1 V voltage window, delivers a discharge capacity of 151.2 mAh g–1 with the 81.5% capacity retention for 100 cycles at 0.1 C, and 83.1% capacity retention for 300 cycles at 5 C. Especially in the rate performance, the NFMCMT delivers a 115.6 mAh g–1 and 100.1 mAh g–1 discharge capacity even at 5 and 10 C. This work provides an effective multivariate doping strategy for development of high-performance layered oxide cathodes for 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
刚刚
五六七完成签到,获得积分10
刚刚
Minguk发布了新的文献求助10
1秒前
高挑的冰露完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
可靠曼冬完成签到,获得积分10
2秒前
Sun完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
左右完成签到 ,获得积分10
3秒前
白菜不辣要麻完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小可爱发布了新的文献求助10
4秒前
mof完成签到,获得积分10
4秒前
小平完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助WD采纳,获得10
5秒前
斑马完成签到,获得积分10
5秒前
yaopr发布了新的文献求助10
6秒前
拼搏草莓发布了新的文献求助10
6秒前
NexusExplorer应助MrX采纳,获得10
6秒前
英姑应助杨德凯采纳,获得10
7秒前
wangruize发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI2S应助小先采纳,获得10
7秒前
verdure完成签到,获得积分10
8秒前
临风完成签到,获得积分10
8秒前
迷人渊思完成签到,获得积分10
8秒前
ding完成签到,获得积分10
8秒前
Jane完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6.3应助xiaohuang采纳,获得30
9秒前
英俊的铭应助飞龙在天采纳,获得10
10秒前
小笼包完成签到 ,获得积分10
10秒前
小方发布了新的文献求助10
10秒前
lei完成签到,获得积分10
10秒前
撒旦asd完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
田様应助WOLF采纳,获得10
11秒前
栗子完成签到 ,获得积分10
11秒前
宜醉宜游宜睡应助大豆采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7291179
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8910200
关于积分的说明 18859538
捐赠科研通 6958549
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209309
关于科研通互助平台的介绍 2378998
邀请新用户注册赠送积分活动 2185030