Boron-doped sodium layered oxide for reversible oxygen redox reaction in Na-ion battery cathodes

阴极 氧化还原 阳极 氧气 钠离子电池 材料科学 氧化物 无机化学 析氧 离子 电化学 化学 化学工程 电极 法拉第效率 物理化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Yüjie Guo,Pengfei Wang,Yubin Niu,Xu‐Dong Zhang,Qinghao Li,Xiqian Yu,Min Fan,Wan‐Ping Chen,Yang Yu,Xiangfeng Liu,Qinghai Meng,Sen Xin,Ya‐Xia Yin,Yu‐Guo Guo
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:12 (1): 5267-5267 被引量:369
标识
DOI:10.1038/s41467-021-25610-7
摘要

Na-ion cathode materials operating at high voltage with a stable cycling behavior are needed to develop future high-energy Na-ion cells. However, the irreversible oxygen redox reaction at the high-voltage region in sodium layered cathode materials generates structural instability and poor capacity retention upon cycling. Here, we report a doping strategy by incorporating light-weight boron into the cathode active material lattice to decrease the irreversible oxygen oxidation at high voltages (i.e., >4.0 V vs. Na+/Na). The presence of covalent B-O bonds and the negative charges of the oxygen atoms ensures a robust ligand framework for the NaLi1/9Ni2/9Fe2/9Mn4/9O2 cathode material while mitigating the excessive oxidation of oxygen for charge compensation and avoiding irreversible structural changes during cell operation. The B-doped cathode material promotes reversible transition metal redox reaction enabling a room-temperature capacity of 160.5 mAh g-1 at 25 mA g-1 and capacity retention of 82.8% after 200 cycles at 250 mA g-1. A 71.28 mAh single-coated lab-scale Na-ion pouch cell comprising a pre-sodiated hard carbon-based anode and B-doped cathode material is also reported as proof of concept.
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
乔治完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
大个应助bluueboom采纳,获得30
刚刚
林岚完成签到,获得积分10
刚刚
英吉利25发布了新的文献求助10
刚刚
老迟到的机器猫完成签到,获得积分10
刚刚
李洋发布了新的文献求助10
刚刚
YingFengLi完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
可爱的函函应助胡萝卜采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
洁净初柳完成签到,获得积分10
2秒前
派派发布了新的文献求助10
3秒前
小小怪下士完成签到,获得积分10
4秒前
YingFengLi发布了新的文献求助30
4秒前
赘婿应助尉迟三颜采纳,获得10
5秒前
共享精神应助ahxb采纳,获得10
5秒前
6036完成签到,获得积分10
6秒前
芒果个冉冉完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
hhhh发布了新的文献求助10
7秒前
赘婿应助小阿楠采纳,获得30
7秒前
7秒前
8秒前
hsing完成签到,获得积分10
8秒前
南风发布了新的文献求助10
8秒前
深情安青应助可可采纳,获得10
8秒前
wzh完成签到,获得积分10
8秒前
小蘑菇应助qiu采纳,获得10
9秒前
周丽完成签到,获得积分20
9秒前
小蘑菇应助ZJJ静采纳,获得10
9秒前
10秒前
深情安青应助Nakebu采纳,获得10
10秒前
天天快乐应助Nakebu采纳,获得10
10秒前
sugar完成签到,获得积分10
11秒前
tian完成签到,获得积分10
11秒前
bluueboom发布了新的文献求助30
12秒前
天天发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6462785
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8270693
关于积分的说明 17631798
捐赠科研通 5534341
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2906789
邀请新用户注册赠送积分活动 1883704
关于科研通互助平台的介绍 1730348