Full Activation of Mn4+/Mn3+ Redox in Na4MnCr(PO4)3 as a High‐Voltage and High‐Rate Cathode Material for Sodium‐Ion Batteries

电化学 阴极 快离子导体 X射线光电子能谱 离子键合 材料科学 分析化学(期刊) 氧化还原 电解质 化学工程 无机化学 化学 电极 离子 物理化学 有机化学 色谱法 工程类
作者
Wei Zhang,Huangxu Li,Zhian Zhang,Ming Xu,Yanqing Lai,Shulei Chou
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:16 (25): e2001524-e2001524 被引量:150
标识
DOI:10.1002/smll.202001524
摘要

Abstract Developing high‐voltage cathode materials is critical for sodium‐ion batteries to boost energy density. NASICON (Na super‐ionic conductor)‐structured Na x MnM(PO 4 ) 3 materials (M represents transition metal) have drawn increasing attention due to their features of robust crystal framework, low cost, as well as high voltage based on Mn 4+ /Mn 3+ and Mn 3+ /Mn 2+ redox couples. However, full activation of Mn 4+ /Mn 3+ redox couple within NASICON framework is still a great challenge. Herein, a novel NASICON‐type Na 4 MnCr(PO 4 ) 3 material with highly reversible Mn 4+ /Mn 3+ redox reaction is discovered. It proceeds a two‐step reaction with voltage platforms centered at 4.15 and 3.52 V versus Na + /Na, delivering a capacity of 108.4 mA h g −1 . The Na 4 MnCr(PO 4 ) 3 cathode also exhibits long durability over 500 cycles and impressive rate capability up to 10 C. The galvanostatic intermittent titration technique (GITT) test shows fast Na diffusivity which is further verified by density functional theory calculations. The high electrochemical activity derives from the 3D robust framework structure, fast kinetics, and pseudocapacitive contribution. The sodium storage mechanism of the Na 4 MnCr(PO 4 ) 3 cathode is deeply studied by ex situ X‐ray diffraction (XRD) and ex situ X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), revealing that both solid‐solution and two‐phase reactions are involved in the Na + ions extraction/insertion process.
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
大大魏硕士完成签到 ,获得积分10
刚刚
Annie完成签到 ,获得积分10
1秒前
wave完成签到,获得积分10
1秒前
梦游菌完成签到 ,获得积分10
2秒前
勤奋丸子完成签到,获得积分10
3秒前
李旭完成签到 ,获得积分10
8秒前
a502410600完成签到,获得积分10
8秒前
大明完成签到,获得积分10
13秒前
ruixuekuangben完成签到,获得积分0
23秒前
吴晨曦完成签到,获得积分0
24秒前
杨洋完成签到 ,获得积分10
26秒前
lmr完成签到 ,获得积分10
28秒前
风趣的月光完成签到 ,获得积分10
28秒前
顺利山柏完成签到 ,获得积分10
29秒前
adam完成签到 ,获得积分10
31秒前
袁青寒完成签到 ,获得积分10
33秒前
nkuwangkai完成签到,获得积分10
34秒前
调皮的以柳完成签到,获得积分10
36秒前
Much完成签到 ,获得积分10
40秒前
LIKUN完成签到,获得积分0
48秒前
noahxinny完成签到,获得积分10
52秒前
奔腾小马完成签到 ,获得积分10
52秒前
自觉千凝完成签到 ,获得积分10
56秒前
57秒前
谨慎的绿真完成签到 ,获得积分10
57秒前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得10
57秒前
忆之完成签到 ,获得积分10
57秒前
晓风残月完成签到 ,获得积分10
58秒前
贾贡献发布了新的文献求助10
59秒前
三伏天完成签到,获得积分10
1分钟前
雪白白卉发布了新的文献求助10
1分钟前
超人研究生完成签到,获得积分10
1分钟前
高大星月完成签到,获得积分10
1分钟前
叶子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
洲洲发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
26级材料科学与工程郭凌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
新人钱粮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Auxin完成签到,获得积分10
1分钟前
聪慧芷巧发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7802584
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336561
关于积分的说明 20480451
捐赠科研通 7394103
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326910
关于科研通互助平台的介绍 2473975
邀请新用户注册赠送积分活动 2344920