Tailoring Electronic Structure to Achieve Maximum Utilization of Transition Metal Redox for High-Entropy Na Layered Oxide Cathodes

化学 氧化还原 插层(化学) 价(化学) 阴极 过渡金属 氧化物 电化学 电子结构 金属 电极 化学物理 无机化学 物理化学 计算化学 催化作用 生物化学 有机化学
作者
Feixiang Ding,Haibo Wang,Qinghua Zhang,Lirong Zheng,Hongchen Guo,Pengfei Yu,Nian Zhang,Qiubo Guo,Fei Xie,Rongbin Dang,Xiaohui Rong,Yaxiang Lu,Ru Xiao,Liquan Chen,Yong‐Sheng Hu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (25): 13592-13602 被引量:16
标识
DOI:10.1021/jacs.3c00879
摘要

Charge compensation from cationic and anionic redox couples accompanying Na+ (de)intercalation in layered oxide cathodes contributes to high specific capacity. However, the engagement level of different redox couples remains unclear and their relationship with Na+ content is less studied. Here we discover that it is possible to take full advantage of the high-voltage transition metal (TM) redox reaction through low-valence cation substitution to tailor the electronic structure, which involves an increased ratio of Na+ content to available charge transfer number of TMs. Taking NaxCu0.11Ni0.11Fe0.3Mn0.48O2 as the example, the Li+ substitution increases the ratio to facilitate the high-voltage TM redox activity, and further F-ion substitution decreases the covalency of the TM-O bond to relieve structural changes. As a consequence, the final high-entropy Na0.95Li0.07Cu0.11Ni0.11Fe0.3Mn0.41O1.97F0.03 cathode demonstrates ∼29% capacity increase contributed by the high-voltage TMs and exhibits excellent long-term cycling stability due to the improved structural reversibility. This work provides a paradigm for the design of high-energy-density electrodes by simultaneous 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
2秒前
3秒前
3秒前
都会完成签到 ,获得积分10
5秒前
高鹏完成签到 ,获得积分10
5秒前
天天快乐应助Liberation采纳,获得10
5秒前
6秒前
Hengjian_Pu完成签到,获得积分20
6秒前
胖达发布了新的文献求助10
7秒前
lwh完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
CipherSage应助大头不秃头采纳,获得10
11秒前
叮铃叮铃发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
倦鸟有言完成签到 ,获得积分10
12秒前
16秒前
yyy完成签到,获得积分10
16秒前
啾啾啾发布了新的文献求助20
17秒前
17秒前
威武的未来完成签到,获得积分10
18秒前
隐形鸣凤完成签到,获得积分10
19秒前
PQ完成签到,获得积分10
20秒前
景代丝发布了新的文献求助10
20秒前
LeeSin_6完成签到,获得积分10
22秒前
怡然雨雪完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
31秒前
amo完成签到,获得积分10
31秒前
747856775发布了新的文献求助10
31秒前
Mae完成签到 ,获得积分10
32秒前
李健的小迷弟应助啾啾啾采纳,获得10
32秒前
35秒前
kk完成签到,获得积分10
36秒前
慕青应助747856775采纳,获得10
37秒前
等待彩虹完成签到,获得积分10
37秒前
阿浮完成签到 ,获得积分10
38秒前
39秒前
weiling完成签到,获得积分10
39秒前
完美世界应助开心采纳,获得10
39秒前
wyg117发布了新的文献求助10
40秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2391730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096631
关于积分的说明 5281689
捐赠科研通 1824183
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909782
版权声明 559864
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486133