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Constructing Low‐Strain Cation Storage via High‐Entropy Doping to Stabilize Layered Oxide Cathodes for Advanced Sodium‐Ion Batteries

阴极 材料科学 兴奋剂 锂离子电池的纳米结构 离子 电化学 化学工程 氧化物 无机化学 纳米技术 电极 光电子学 化学 物理化学 冶金 工程类 有机化学
作者
Ziyi Sun,Yan Wang,Tingzhou Yang,Zigang Wang,Zhifeng Wang,Zhenjia Shi,Yongguang Zhang,Zhongwei Chen,Yongguang Zhang,Zhongwei Chen
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (29): e2502861-e2502861 被引量:8
标识
DOI:10.1002/smll.202502861
摘要

P2-type manganese-based layered cathode materials hold great promise for sodium-ion battery applications. However, their practical implementation is hindered by structural instability caused by Jahn-Teller distortion and complex phase transitions. Herein, this work proposes a simple and efficient high-entropy doping strategy by introducing redox-active and lattice-stabilizing cations to elaborate sodium-deficiency P2-type Na0.67Al0.02Fe0.02Ni0.02Cu0.02Zn0.02Mn0.9O2 cathodes with low-strain operation, which can significantly reduce the Mn3+ Jahn-Teller active centers and enhance structural stability. In situ X-ray diffraction results confirm that the high-entropy doping strategy effectively mitigates volume strain of 1.58% during cycling with increased interplanar spacing and fast Na+ transfer kinetics, further maintaining a capacity retention of 88.81% with an average Coulombic efficiency of 99.90% after 600 cycles. This work provides valuable insights into the design of advanced sodium cathode materials for future low-cost energy storage devices.
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