Coexistence of (O2)n− and Trapped Molecular O2 as the Oxidized Species in P2-Type Sodium 3d Layered Oxide and Stable Interface Enabled by Highly Fluorinated Electrolyte

电解质 化学 电化学 法拉第效率 阴极 氧化物 电子顺磁共振 反应性(心理学) 离子 无机化学 氧气 电极 物理化学 核磁共振 有机化学 病理 物理 替代医学 医学
作者
Chong Zhao,Chao Li,Hui Liu,Qing Qiu,Fushan Geng,Ming Shen,Wei Tong,Jingxin Li,Bingwen Hu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (44): 18652-18664 被引量:89
标识
DOI:10.1021/jacs.1c08614
摘要

The interface stability of cathode/electrolyte for Na-ion layered oxides is tightly related to the oxidized species formed during the electrochemical process. Herein, we for the first time decipher the coexistence of (O2)n- and trapped molecular O2 in the (de)sodiation process of P2-Na0.66[Li0.22Mn0.78]O2 by using advanced electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. An unstable interface of cathode/electrolyte can thus be envisaged with conventional carbonate electrolyte due to the high reactivity of the oxidized O species. We therefore introduce a highly fluorinated electrolyte to tentatively construct a stable and protective interface between P2-Na0.66[Li0.22Mn0.78]O2 and the electrolyte. As expected, an even and robust NaF-rich cathode-electrolyte interphase (CEI) film is formed in the highly fluorinated electrolyte, in sharp contrast to the nonuniform and friable organic-rich CEI formed in the conventional lowly fluorinated electrolyte. The in situ formed fluorinated CEI film can significantly mitigate the local structural degeneration of P2-Na0.66[Li0.22Mn0.78]O2 by refraining the irreversible Li/Mn dissolutions and O2 release, endowing a highly reversible oxygen redox reaction. Resultantly, P2-Na0.66[Li0.22Mn0.78]O2 in highly fluorinated electrolyte achieves a high Coulombic efficiency (CE) of >99% and an impressive cycling stability in the voltage range of 2.0-4.5 V (vs Na+/Na) under room temperature (147.6 mAh g-1, 100 cycles) and at 45 °C (142.5 mAh g-1, 100 cycles). This study highlights the profound impact of oxidized oxygen species on the interfacial stability of cathode/electrolyte and carves a new path for building stable interface and enabling highly stable oxygen redox reaction.
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
图图发布了新的文献求助30
刚刚
跳跃的语柔完成签到 ,获得积分10
4秒前
None完成签到 ,获得积分10
4秒前
8秒前
神内小天使完成签到,获得积分10
8秒前
章鱼哥想毕业完成签到 ,获得积分10
11秒前
zhaoshasha发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Brave完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
随性完成签到,获得积分10
17秒前
图图完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
夜雨清痕y发布了新的文献求助10
19秒前
Brave发布了新的文献求助10
23秒前
Davey1220完成签到,获得积分10
27秒前
ningmeng完成签到,获得积分10
29秒前
研友Bn完成签到 ,获得积分10
29秒前
yy完成签到,获得积分10
29秒前
zhaoshasha完成签到,获得积分20
30秒前
36秒前
39秒前
沉默采波完成签到 ,获得积分10
41秒前
czz014发布了新的文献求助10
46秒前
笨笨忘幽发布了新的文献求助10
47秒前
jinghong完成签到 ,获得积分10
48秒前
334niubi666完成签到 ,获得积分10
50秒前
Chandler完成签到,获得积分10
51秒前
科研通AI2S应助WYN采纳,获得10
52秒前
zhoahai完成签到 ,获得积分10
53秒前
畅快芝麻完成签到,获得积分10
54秒前
keep完成签到,获得积分10
59秒前
遇见飞儿完成签到,获得积分10
1分钟前
立军发布了新的文献求助10
1分钟前
azhou176完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Hastur00完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鹏笑完成签到,获得积分10
1分钟前
SciGPT应助小天采纳,获得100
1分钟前
CC完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
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 3780920
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326387
关于积分的说明 10227030
捐赠科研通 3041612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669520
邀请新用户注册赠送积分活动 799081
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758734