Realizing long-term cycling stability of O3-type layered oxide cathodes for sodium-ion batteries

材料科学 阴极 氧化物 离子 自行车 期限(时间) 纳米技术 冶金 化学 有机化学 物理 物理化学 考古 量子力学 历史
作者
Guohua Zhang,Yuheng Gao,Ping Zhang,Yuheng Gao,Jingrong Hou,Xuemin Shi,Jiwei Ma,Renyuan Zhang,Yunhui Huang
出处
期刊:Materials horizons [Royal Society of Chemistry]
卷期号:11 (16): 3935-3945 被引量:3
标识
DOI:10.1039/d4mh00333k
摘要

O3-type layered oxide cathodes are promising for practical sodium-ion batteries (SIBs) owing to their high theoretical capacity, facile synthesis, and sufficient Na+ storage. However, they face challenges such as rapid capacity loss and poor cycling stability, mainly attributed to irreversible phase transitions. To address these challenges, a novel cathode material, Li/Sn co-substituted O3-Na0.95Li0.07Sn0.01Ni0.22Fe0.2Mn0.5O2 (LSNFM), has been designed by regulating the electronic structure, in which Li+ activates more redox reactions of Ni2+/3+ and Fe3+/4+ above 2.5 V and suppresses the redox reactivity of Mn3+/4+ below 2.5 V, while Sn4+ can prevent the charge delocalization in the transition metal layer, contributing to structural stability. Due to this synergistic effect, the as-prepared LSNFM electrode with high structural reversibility displays a 27.2% capacity increase contributed by the high-voltage transition metal ion redox activity and exhibits excellent long-term cycling stability, an 84.0% capacity retention after 500 cycles at 1 C and an 84.7% capacity retention after 2000 cycles at 5 C. The fundamental mechanism is fully investigated using systematic in situ/ex situ characterization techniques and density functional theory computations. This work provides a paradigm for designing long-term cycle life cathode materials by synergistically regulating the electronic structure in practical SIBs.
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
underunder完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
可爱的函函应助wenbin采纳,获得10
2秒前
稳重奇异果应助梅子酒采纳,获得20
2秒前
nicelily完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
5秒前
流水完成签到 ,获得积分10
6秒前
符寄柔发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
10秒前
11秒前
ergatoid完成签到,获得积分10
12秒前
欢喜的天空完成签到,获得积分20
12秒前
香蕉觅云应助大坚果采纳,获得20
14秒前
15秒前
16秒前
20秒前
文献看不懂应助火花采纳,获得10
20秒前
21秒前
活力的雨雪完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
思源应助lipppu采纳,获得10
23秒前
王清水完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
文茵完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
qiulong发布了新的文献求助10
26秒前
Hello应助peanut采纳,获得10
26秒前
wenbin发布了新的文献求助10
27秒前
细心的小鸽子完成签到,获得积分10
30秒前
大坚果发布了新的文献求助20
31秒前
wenbin完成签到,获得积分10
33秒前
村口的帅老头完成签到 ,获得积分10
34秒前
duo完成签到,获得积分10
35秒前
37秒前
37秒前
雨夜星空应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
38秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
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 3776552
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3322124
关于积分的说明 10208682
捐赠科研通 3037339
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666647
邀请新用户注册赠送积分活动 797603
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757893