Elevating both capacity and voltage tolerance of P2-type layered cathodes with cooperative Al cation/F anion co-doping for advanced sodium-ion batteries

材料科学 兴奋剂 离子 电化学 阴极 离子键合 氧化还原 相(物质) 无机化学 纳米技术 化学工程 电极 光电子学 物理化学 冶金 有机化学 化学 工程类
作者
Jiang Cao,Biao Chen,Maowen Xu,Jian Jiang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:70: 103518-103518 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103518
摘要

The single ionic doping helps suppress the detrimental phase transition when P2-type layered cathodes are charged to a high voltage above 4.0 V (vs. Na+/Na). However, this is realized at the sacrifice of their electrochemical redox centers and output capacities. To achieve both high voltage tolerance and capacity, we herein propose a cooperative Al cation and F anion co-doping strategy. The XANES detections affirm that substituting Ni/O with Al/F intends to augment the amount of highly active Mn3+ cations in cathodes, making more contributions on specific capacities for sodium-ion batteries (SIBs). Besides, this co-doping treatment would disorder the transition metal ionic arrangements of cathodes, disrupting long-range Jahn-Teller effects and impeding other undesired phases generation. As a proof-of-concept demonstration, our designed Na2/3Ni0.23Al0.1Mn2/3O1.95F0.05 (NAF) cathodes show a delivered capacity as high as 142.0 mAh g−1 (0.2C), and an impressive capacity retention of 86.7 % after all cycling. The in-situ XRD detections reveal no apparent O2 phase peaks emerge until 4.23 V upon deep Na+ extraction from NAF. This work provides a key understanding toward cation/anion co-doping effects, opening up a useful avenue for rational design of practical P2-type cathodes for SIBs.
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
zz完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
CRISPR完成签到,获得积分10
1秒前
榴莲完成签到,获得积分10
1秒前
zzzwwwkkk完成签到,获得积分10
1秒前
顺利的觅云完成签到,获得积分10
1秒前
HNDuan完成签到,获得积分10
2秒前
满意人英完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
dzz0120发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Cjl10610完成签到,获得积分10
3秒前
changyouhuang完成签到,获得积分10
4秒前
西西笑嘻嘻完成签到,获得积分10
4秒前
科研辣椒完成签到,获得积分10
4秒前
火星上的安柏完成签到,获得积分10
4秒前
chunyan_sysu完成签到,获得积分10
4秒前
陈M雯发布了新的文献求助10
5秒前
冰柠檬完成签到,获得积分10
5秒前
何哈哈完成签到,获得积分10
5秒前
小橙子完成签到,获得积分10
5秒前
研友_VZG7GZ应助小张同学采纳,获得10
6秒前
cdercder应助尹容易采纳,获得10
6秒前
hanliulaixi发布了新的文献求助10
6秒前
Lorain完成签到,获得积分10
7秒前
愤怒的苗条完成签到 ,获得积分10
7秒前
Nole完成签到,获得积分0
8秒前
elvakam发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
活力的鹤轩完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Lucas完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
linger完成签到,获得积分10
9秒前
DOC_XIONG应助陆离采纳,获得10
10秒前
Alex完成签到 ,获得积分10
10秒前
求学铁牛完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
zyiie发布了新的文献求助10
11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
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7754795
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9301226
关于积分的说明 20261684
捐赠科研通 7337121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310904
关于科研通互助平台的介绍 2462124
邀请新用户注册赠送积分活动 2324202