O3-NaNi0.47Zn0.03Mn0.5O2 cathode material for durable Na-ion batteries

阴极 电化学 材料科学 化学工程 过渡金属 相变 兴奋剂 航程(航空) 离子 化学 复合材料 电极 光电子学 物理化学 催化作用 有机化学 热力学 物理 工程类
作者
Xiaomeng Meng,Ding Zhang,Zhuangzhuang Zhao,Yunfei Li,Shoudong Xu,Liang Chen,Xiaomin Wang,Shibin Liu,Yucheng Wu
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:887: 161366-161366 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2021.161366
摘要

O3-type transition metal oxides as the cathodes for Na-ion batteries have attracted extensive attention owing to their high theoretical specific capacity and ease of synthesis. This work indicates enhanced electrochemical reversibility and improved air stability via a rational Zn2+ doping for O3-NaNi0.5Mn0.5O2. It exhibits a discharge capacity of 113 mAh g−1 at 0.5 C, excellent capacity retention of 80% after 150 cycles, and the capability to release a capacity of 82 mAh g−1 at 5 C in the voltage range of 2–4 V. The doped cathode undergoes a phase transition of O3-O3/O′3-P3-P′3-O''3 with a small volume change of approximately 2.00% in the voltage range of 2–4 V, and a subsequent slight structural change in the high voltage range of 4–4.2 V, which well demonstrates the enhanced cyclic stability. The assembled full cell confirms the feasibility of applying O3-type NaNi0.47Zn0.03Mn0.5O2 cathode for Na-ion batteries. Thus, the work suggests an efficient strategy to better release the potential of high-energy cathode for Na-ion batteries.
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