A Ni/Co-free high-entropy layered cathode with suppressed phase transition and near-zero strain for high-voltage sodium-ion batteries

阴极 组态熵 材料科学 离子 电化学 相变 过渡金属 化学工程 电极 热力学 化学 物理化学 冶金 有机化学 工程类 物理 生物化学 催化作用
作者
Ziqing Wang,Lei Fang,Xiaoguang Fu,Shengfeng Zhang,Huabin Kong,Hongwei Chen,Fang Fu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:480: 148130-148130 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.148130
摘要

High-entropy layered oxides have emerged as a new class of cathode materials for sodium-ion batteries by providing infinite possibilities to tailor energy storage capabilities. However, owing to the lack of advanced high-entropy layered material, the influence of configurational entropy/compositional disorder on the high-voltage electrochemical performance of sodium-based layered cathode has seldom been explored. In this work, a Ni/Co-free high-entropy layered oxide P2-Na0.65Mn0.65Cu0.2Li0.06Mg0.015Ti0.015Al0.015Zr0.015Y0.015La0.015O2 (Mn-Cu-HEO) was prepared by stirring hydrothermal method, and investigated as a new cathode material for sodium-ion batteries. It is found that high configurational entropy and strong M−O configurations (M = Ti, Al, Zr, Y, and La) greatly stabilize the layered framework structure and MnO6 octahedral local structure, restraining the deleterious phase transition and large volume change during high-voltage cycling, thus resulting in high reversible cationic/anionic redox. In the meantime, disordered atomic arrangement in transition metal layer efficaciously mitigates Na+/vacancy ordering during de-/sodiation, enhancing the Na+ transport kinetics. Benefiting from the high-entropy stabilization effect, complex atomic arrangement, and multielemental composition, Mn-Cu-HEO displays splendid cyclic stability (87.2 % capacity retention after 500 cycles, very small change in cell volume (0.53 %) after 100 cycles), excellent rate capability (55.5 mAh g−1 at 10C), and a usable reversible capacity of 85.1 mAh g−1 at 1C in high-voltage range of 2.0–4.5 V. This work expands the horizons of high-entropy layered materials, providing new insight in the design and construction of highly stable and high-voltage sodium ion host.
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
刚刚
科研通AI2S应助dmm采纳,获得10
1秒前
zhangxq完成签到,获得积分10
1秒前
小柠檬完成签到,获得积分10
1秒前
CCD发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
咚咚发布了新的文献求助10
2秒前
陈1完成签到 ,获得积分20
3秒前
4秒前
飞云发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
sss发布了新的文献求助10
5秒前
周益浩发布了新的文献求助10
6秒前
汤帅臣完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
111发布了新的文献求助10
6秒前
文静的立果完成签到,获得积分20
6秒前
静静完成签到,获得积分10
6秒前
早早应助CCD采纳,获得20
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
Yee发布了新的文献求助30
9秒前
科目三应助cc66采纳,获得10
10秒前
lm发布了新的文献求助10
10秒前
LPH01发布了新的文献求助10
10秒前
大胆诗云发布了新的文献求助10
10秒前
无极微光应助张雯雯采纳,获得20
11秒前
南风南下发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
循循完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
共享精神应助忧虑的安青采纳,获得10
13秒前
13秒前
打打应助Yanhai采纳,获得10
13秒前
英俊的铭应助111采纳,获得10
13秒前
CCD完成签到,获得积分10
14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
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1400
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5513523
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4607732
关于积分的说明 14506652
捐赠科研通 4543272
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2489491
邀请新用户注册赠送积分活动 1471450
关于科研通互助平台的介绍 1443447