Topologically protected oxygen redox in a layered manganese oxide cathode for sustainable batteries

阴极 氧化还原 电化学 锂(药物) 氧化物 材料科学 电极 超级电容器 堆积 纳米技术 化学工程 无机化学 化学 冶金 工程类 内分泌学 物理化学 有机化学 医学
作者
Ang Gao,Qinghua Zhang,Xinyan Li,Tongtong Shang,Zhexin Tang,Xia Lu,Yanhong Luo,Jiarun Ding,Wang Hay Kan,Wen Yin,Wen Yin,Xuefeng Wang,Dongdong Xiao,Dong Su,Hong Li,Xiaohui Rong,Xiqian Yu,Qian Yu,Fanqi Meng,Ce‐Wen Nan,Claude Delmas,Liquan Chen,Yong‐Sheng Hu,Lin Gu
出处
期刊:Nature sustainability [Springer Nature]
卷期号:5 (3): 214-224 被引量:43
标识
DOI:10.1038/s41893-021-00809-0
摘要

Manganese could be the element of choice for cathode materials used in large-scale energy storage systems owing to its abundance and low toxicity levels. However, both lithium- and sodium-ion batteries adopting this electrode chemistry suffer from rapid performance fading, suggesting a major technical barrier that must be overcome. Here we report a P3-type layered manganese oxide cathode Na0.6Li0.2Mn0.8O2 (NLMO) that delivers a high capacity of 240 mAh g−1 with outstanding cycling stability in a lithium half-cell. Combined experimental and theoretical characterizations reveal a characteristic topological feature that enables the good electrochemical performance. Specifically, the -α-γ- layer stack provides topological protection for lattice oxygen redox, whereas reversibility is absent in P2-structured NLMO, which takes an -α-β- configuration. The identified new order parameter opens an avenue towards the rational design of reversible Mn-rich cathode materials for sustainable batteries. Favoured cathodes for batteries should include abundant and redox-active elements, such as manganese. Here the authors report a Na0.6Li0.2Mn0.8O2 cathode design featuring a unique layer stacking sequence that provides topological protection to oxygen redox to overcome the performance fading.
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
ste56完成签到,获得积分10
刚刚
糊涂生活糊涂过完成签到 ,获得积分10
1秒前
JINWEIJIANG发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
ahfn完成签到,获得积分10
3秒前
任盈盈完成签到,获得积分10
4秒前
zhang完成签到,获得积分20
4秒前
酥苏发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
ww完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
3139813319发布了新的文献求助10
7秒前
奈何完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
JINWEIJIANG完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
age610应助szmsnail采纳,获得10
10秒前
吴正言发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
是你的宇航员啊完成签到,获得积分10
12秒前
Loki完成签到,获得积分10
12秒前
哈哈发布了新的文献求助10
12秒前
粉星星完成签到,获得积分10
13秒前
轩辕访波完成签到,获得积分10
13秒前
Chen发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
小蜜蜂发布了新的文献求助10
14秒前
禾a完成签到 ,获得积分20
14秒前
xxxxx发布了新的文献求助10
15秒前
LW完成签到,获得积分10
15秒前
Lucas应助lsq采纳,获得10
16秒前
16秒前
棕1完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
3139813319完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Thermodynamic data for steelmaking 3000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Counseling With Immigrants, Refugees, and Their Families From Social Justice Perspectives pages 800
藍からはじまる蛍光性トリプタンスリン研究 400
Cardiology: Board and Certification Review 400
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 340
NEW VALUES OF SOLUBILITY PARAMETERS FROM VAPOR PRESSURE DATA 300
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 2362358
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2070429
关于积分的说明 5173151
捐赠科研通 1798744
什么是DOI,文献DOI怎么找? 898191
版权声明 557785
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 479410