Ultra‐High‐Energy Density in Layered Sodium‐Ion Battery Cathodes through Balancing Lattice‐Oxygen Activity and Reversibility

氧气 材料科学 电化学 氧化还原 阴极 氧化物 离子 化学物理 电极 化学 物理化学 有机化学 冶金
作者
Hangyu Lu,Shiyong Chu,Jiaming Tian,Qi Wang,Chuanchao Sheng,Chen Cheng,Rixin Liu,Anita M. D’Angelo,Wei Kong Pang,Liang Zhang,Haoshen Zhou,Shaohua Guo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (2) 被引量:30
标识
DOI:10.1002/adfm.202305470
摘要

Abstract Lattice‐oxygen redox in layered metal oxide cathodes offers a promising way to exploit high‐energy density sodium‐ion batteries. However, oxidation and reduction of lattice‐oxygen are always asymmetric, showing poor reversibility upon charging and discharging due to the activated oxygen loss and subsequent structural rearrangement. Here, a layered Na 0.7 [Li 0.2 Mn 0.7 Co 0.1 ]O 2 (NLMCO) is developed by balancing lattice‐oxygen activity and reversibility, which can deliver a record energy density of 729.7 Wh kg −1 , further exceeding the state‐of‐the‐art Na 0.75 [Li 0.25 Mn 0.75 ]O 2 (NLMO, 638.4 Wh kg −1 ). In light of electron paramagnetic resonance spectroscopy, in situ differential electrochemical mass spectroscopy, and electrochemical testing results, the highly activated lattice‐oxygen is effectively stabilized in NLMCO without oxygen molecule release while obvious oxygen release is detected in the highly activated NLMO. Benefiting from the enhanced transition metal‐oxygen covalency and reduced band energy gap, the NLMCO electrode demonstrates simultaneously high lattice‐oxygen activity and reversibility, thus resulting in excellent rate and cycling performance, as well as ultra‐high energy density. The findings highlight the critical association of energy density and lattice‐oxygen redox reversibility, which will inspire more interest in anionic redox‐based high‐energy batteries.
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
spencer177完成签到,获得积分10
刚刚
CLL完成签到 ,获得积分10
刚刚
Curry完成签到 ,获得积分10
1秒前
陈明娃完成签到,获得积分10
1秒前
威武的凡桃完成签到,获得积分10
1秒前
YuenYuen完成签到,获得积分10
1秒前
挡住所有坏运气888完成签到,获得积分10
2秒前
小明完成签到,获得积分10
2秒前
大个应助bb采纳,获得10
2秒前
azusa完成签到,获得积分10
2秒前
自由饼干完成签到,获得积分10
3秒前
MOON完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
峰回路转完成签到,获得积分10
4秒前
冬凌草应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
DijiaXu应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
77应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
香蕉觅云应助慢羊羊采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
oh应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
乐一李完成签到,获得积分10
7秒前
星辰完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
siyan156完成签到,获得积分10
9秒前
yolanda发布了新的文献求助10
9秒前
keyan完成签到,获得积分10
9秒前
嗯嗯嗯嗯发布了新的文献求助10
10秒前
mawenyu完成签到,获得积分10
11秒前
花痴的电灯泡完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
GT完成签到,获得积分10
12秒前
李世民完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555887
关于积分的说明 11319237
捐赠科研通 3288997
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812357
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812044