Sustainable All‐Mn‐Based Layered Cathode with Dynamic Structural Stability for Durable Sodium‐Ion Batteries

材料科学 阴极 结构稳定性 价(化学) 氧化物 结构材料 电磁屏蔽 纳米技术 过渡金属 复合材料 工作(物理) 降级(电信) 金属 结构变化 阳极 化学工程 纳米结构 失真(音乐) 格子(音乐) 氧化还原 耐久性 压力(语言学)
作者
Xuchun Chen,Guangliang Lin,Yuyu Deng,Pei Liu,Jieran Liu,Zhiqin Sun,Qing‐Lun Wang,Ting Jin,Lifang Jiao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (27): e73049-e73049 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adma.73049
摘要

ABSTRACT Layered sodium all‐Mn‐based oxide materials are confronted with irreversible dynamic structural degradation induced by [MnO 6 ] layers gliding and Jahn–Teller (J–T) distortion of high‐spin Mn 3+ during cycling. Although conventional strategies often focus primarily on reducing Mn 3+ content in the pristine material, we reveal that such static valence control is insufficient to ensure long‐term structural integrity. Instead, we demonstrate that dynamic structural regulation effectively decouples the Mn oxidation state changes from degradation pathways. By designing a P’2‐type [Na 0.64 Zn 0.07 ]Mn 0.92 Cu 0.08 O 2 (NZMCO) cathode, which maintains the same initial Mn oxidation state as Na 0.67 MnO 2 (NMO), we achieve exceptional cycling stability via a hierarchical damping‐like mechanism. The designed framework integrates two synergistic stabilization pathways: (i) intralayer coordination tuning by counterbalancing Mn─O bond anisotropy, and (ii) interlayer electrostatic shielding to alleviate gliding between adjacent [MnO 6 ] layers. This strategic configuration effectively alleviates lattice strain and stress accumulation, suppresses microcrack formation, and significantly reduces transition metal dissolution. Consequently, NZMCO delivers a high specific capacity of 194.95 mAh g −1 at 20 mA g −1 , retaining 87.53% of its initial capacity after 1500 cycles at 2000 mA g −1 . This work shifts the design paradigm from static Mn valence engineering toward dynamic structural adaptation, offering a sustainable pathway for all‐Mn‐based layered cathodes.
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
刚刚
1秒前
lmy发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
qiuqiu发布了新的文献求助10
2秒前
巧巧完成签到,获得积分10
2秒前
北辰之影完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
人人人完成签到,获得积分10
4秒前
zzz完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
qaw发布了新的文献求助10
7秒前
a南妮发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
慕容博完成签到,获得积分10
8秒前
洋芋梦女完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
北辰之影发布了新的文献求助10
10秒前
hhhhwl完成签到,获得积分10
11秒前
fiee发布了新的文献求助10
11秒前
英姑的应助被a南妮采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
陈先生发布了新的文献求助20
14秒前
甜甜纸飞机完成签到 ,获得积分10
15秒前
Ziyang_Lee完成签到,获得积分10
15秒前
CH发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
田様的应助被momo采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
结实涵柏完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
幽默冬卉完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8044066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9476015
关于积分的说明 21281594
捐赠科研通 7611879
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3391920
关于科研通互助平台的介绍 2523567
邀请新用户注册赠送积分活动 2429818