High-energy P2-type Na-layered oxide cathode with sequentially occurred anionic redox and suppressed phase transition

氧化还原 电化学 法拉第效率 氧化物 阴极 过渡金属 材料科学 离子 相变 电池(电) 空位缺陷 相(物质) 结构稳定性 无机化学 化学 结晶学 电极 物理化学 催化作用 热力学 冶金 功率(物理) 有机化学 工程类 物理 结构工程 生物化学
作者
Sangyeop Lee,Jungmin Kang,Min-kyung Cho,Hyunyoung Park,Wonseok Ko,Yongseok Lee,Jinho Ahn,Seokjin Lee,Eunji Sim,Kyuwook Ihm,Jihyun Hong,Hyungsub Kim,Jongsoon Kim
出处
期刊:Applied physics reviews [American Institute of Physics]
卷期号:9 (4) 被引量:2
标识
DOI:10.1063/5.0100108
摘要

Although anionic-redox-based layered oxide materials have attracted great attention as promising cathodes for Na-ion batteries because of their high practical capacities, they suffer from undesirable structural degradation, resulting in the poor electrochemical behavior. Moreover, the occurrence of stable anionic-redox reaction without the use of expensive elements such as Li, Co, and Ni is considered one of the most important issues for high-energy and low-cost Na-ion batteries. Herein, using first-principles calculation and various experimental techniques, we investigate the combination of vacancy (□) and Ti4+ cations in the transition-metal sites to enable outstanding anionic-redox-based electrochemical performance in the Na-ion battery system. The presence of vacancies in the P2-type Na0.56[Ti0.1Mn0.76□0.14]O2 structure suppresses the large structural change such as the P2–OP4 phase transition, and Ti4+ cations in the structure result in selectively oxidized oxygen ions with structural stabilization during Na+ deintercalation in the high-voltage region. The high structural stability of P2-type Na0.56[Ti0.1Mn0.76□0.14]O2 enables not only the high specific capacity of 224.92 mAh g−1 at 13 mA g−1 (1C = 264.1 mA g−1) with an average potential of ∼2.62 V (vs Na+/Na) but also excellent cycle performance with a capacity retention of ∼80.38% after 200 cycles at 52 mA g−1 with high coulombic efficiencies above 99%. Although there are some issues such as low Na contents in the as-prepared state, these findings suggest potential strategies to stabilize the anionic-redox reaction and structure in layered-oxide cathodes for high-energy and low-cost Na-ion 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
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
飞翔的梦完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
gry完成签到,获得积分10
1秒前
Nick发布了新的文献求助10
1秒前
tree完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
喵喵完成签到,获得积分10
2秒前
Jasper应助俊秀的卿采纳,获得10
4秒前
4秒前
就好完成签到,获得积分10
4秒前
ZhaoPeng完成签到,获得积分10
4秒前
平淡的芯阳完成签到 ,获得积分10
6秒前
gry发布了新的文献求助10
6秒前
小丸子完成签到,获得积分10
6秒前
王银鑫完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
JJJJJJJJJJJ发布了新的文献求助10
8秒前
breaking完成签到,获得积分10
8秒前
罗_发布了新的文献求助20
9秒前
9秒前
科研天才完成签到,获得积分10
9秒前
pixiu完成签到,获得积分10
10秒前
洒脱完成签到,获得积分10
11秒前
研友_ndDY5n完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
Ava应助windli采纳,获得10
12秒前
焦糖三分甜完成签到,获得积分10
12秒前
dfg发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
73Jennie123发布了新的文献求助20
13秒前
Philip完成签到 ,获得积分20
14秒前
HRBJ完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
兴奋采梦完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
王谊讴完成签到,获得积分10
17秒前
橙子是不是完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134243
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785100
关于积分的说明 7770199
捐赠科研通 2440666
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297493
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 624971
版权声明 600792