High Entropy-Induced Kinetics Improvement and Phase Transition Suppression in K-Ion Battery Layered Cathodes

材料科学 动力学 氧化物 阴极 离子 相变 化学物理 热力学 分析化学(期刊) 纳米技术 化学 物理化学 物理 量子力学 有机化学 冶金 色谱法
作者
Shiyong Chu,Caoyang Shao,Jiaming Tian,Jingyang Wang,Yuan Rao,Chengrong Xu,Haoshen Zhou,Shaohua Guo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (1): 337-346 被引量:40
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c06393
摘要

Layered oxides are widely accepted to be promising cathode candidate materials for K-ion batteries (KIBs) in terms of their rich raw materials and low price, while their further applications are restricted by sluggish kinetics and poor structural stability. Here, the high-entropy design concept is introduced into layered KIB cathodes to address the above issues, and an example of high-entropy layered K0.45Mn0.60Ni0.075Fe0.075Co0.075Ti0.10Cu0.05Mg0.025O2 (HE-KMO) is successfully prepared. Benefiting from the high-entropy oxide with multielement doping, the developed HE-KMO exhibits half-metallic oxide features with a narrow bandgap of 0.19 eV. Increased entropy can also reduce the surface energy of the {010} active facets, resulting in about 2.6 times more exposure of the {010} active facets of HE-KMO than the low-entropy K0.45MnO2 (KMO). Both can effectively improve the kinetics in terms of electron conduction and K+ diffusion. Furthermore, high entropy can inhibit space charge ordering during K+ (de)insertion, and the transition metal–oxygen covalent interaction of HE-KMO is also enhanced, leading to suppressed phase transition of HE-KMO in 1.5–4.2 V and better electrochemical stability of HE-KMO (average capacity drop of 0.20%, 200 cycles) than the low-entropy KMO (average capacity drop of 0.41%, 200 cycles) in the wide voltage window.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
代沁完成签到,获得积分10
刚刚
cony发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刘凤莲完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
K先生发布了新的文献求助10
1秒前
三分糖去冰完成签到 ,获得积分10
1秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
迃幵发布了新的文献求助10
2秒前
求助人员应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
zmz驳回了肉鸡应助
3秒前
酷波er应助是小高呀采纳,获得10
3秒前
Doctor_Peng完成签到,获得积分10
3秒前
SciGPT应助小化采纳,获得20
3秒前
3秒前
4秒前
大大发布了新的文献求助10
4秒前
情怀应助夕荀采纳,获得10
4秒前
药药55完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
王叮叮完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Mobitz发布了新的文献求助20
6秒前
传奇3应助Jiabao采纳,获得10
6秒前
天涯茗玥完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
刘爽完成签到,获得积分10
7秒前
金桔柠檬完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
普鲁卡因发布了新的文献求助10
7秒前
刘小姐发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
聪明蛋挞完成签到,获得积分10
7秒前
lilyvan完成签到 ,获得积分10
7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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5574114
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660331
关于积分的说明 14729315
捐赠科研通 4600225
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524740
邀请新用户注册赠送积分活动 1495018
关于科研通互助平台的介绍 1465034