Dual‐Site Doping in Transition Metal Oxide Cathode Enables High‐Voltage Stability of Na‐Ion Batteries

材料科学 阴极 兴奋剂 过渡金属 氧化物 离子 氧化还原 电化学 纳米技术 相变 结构稳定性 电极 晶体结构 光电子学 化学物理 结晶学 化学 凝聚态物理 冶金 物理化学 催化作用 物理 工程类 结构工程 生物化学 有机化学
作者
Lijue Yan,Weixin Chen,Hehe Zhang,Xia Lu,Lianfeng Zou,Jun Lü,Huilin Pan
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (40): e2401915-e2401915 被引量:25
标识
DOI:10.1002/smll.202401915
摘要

Abstract Designing cathode materials that effectively enhancing structural stability under high voltage is paramount for rationally enhancing energy density and safety of Na‐ion batteries. This study introduces a novel P2‐Na 0.73 K 0.03 Ni 0.23 Li 0.1 Mn 0.67 O 2 (KLi‐NaNMO) cathode through dual‐site synergistic doping of K and Li in Na and transition metal (TM) layers. Combining theoretical and experimental studies, this study discovers that Li doping significantly strengthens the orbital overlap of Ni (3d) and O (2p) near the Fermi level, thereby regulates the phase transition and charge compensation processes with synchronized Ni and O redox. The introduction of K further adjusts the ratio of Na e and Na f sites at Na layer with enhanced structural stability and extended lattice space distance, enabling the suppression of TM dissolution, achieving a single‐phase transition reaction even at a high voltage of 4.4 V, and improving reaction kinetics. Consequently, KLi‐NaNMO exhibits a high capacity (105 and 120 mAh g −1 in the voltage of 2–4.2 V and 2–4.4 V at 0.1 C, respectively) and outstanding cycling performance over 300 cycles under 4.2 and 4.4 V. This work provides a dual‐site doping strategy to employ synchronized TM and O redox with improved capacity and high structural stability via electronic and crystal structure modulation.
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
三三发布了新的文献求助10
刚刚
Ljy完成签到,获得积分10
1秒前
jianghuren完成签到,获得积分10
1秒前
英俊的铭应助ljjyy采纳,获得10
1秒前
Dream完成签到,获得积分10
1秒前
我我我发布了新的文献求助10
1秒前
jychen85完成签到,获得积分10
1秒前
XTechMan完成签到,获得积分10
2秒前
nina完成签到,获得积分10
2秒前
今后应助luoluoan采纳,获得10
2秒前
刘很红发布了新的文献求助10
2秒前
yumm发布了新的文献求助10
3秒前
超帅秋双发布了新的文献求助10
3秒前
DT000发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
DSUNNY发布了新的文献求助20
3秒前
cyh完成签到 ,获得积分10
3秒前
傅橙完成签到,获得积分10
3秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
3秒前
Vi完成签到,获得积分10
4秒前
有韵好天气完成签到,获得积分10
4秒前
静xixi完成签到,获得积分20
4秒前
Jack发布了新的文献求助10
5秒前
飞翔的完成签到,获得积分10
5秒前
ZHC11完成签到,获得积分10
5秒前
小黄鸭完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
吐司面包完成签到,获得积分10
6秒前
田様应助nav采纳,获得10
6秒前
海鲸完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zzzz完成签到,获得积分10
6秒前
含糊的菠萝完成签到,获得积分10
6秒前
JJ完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
小丹小丹完成签到,获得积分10
8秒前
YANGZIX发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
积极的孤菱完成签到 ,获得积分10
8秒前
张巨锋完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7779100
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9319305
关于积分的说明 20370562
捐赠科研通 7366438
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319361
关于科研通互助平台的介绍 2467350
邀请新用户注册赠送积分活动 2334853