A High-Entropy Approach to Activate the Oxygen Redox Activity and Suppress the Phase Transition of P2-Type Layered Cathode for Sodium-Ion Batteries

氧化还原 阴极 氧气 过渡金属 氧化物 化学 电化学 无机化学 材料科学 化学工程 电极 物理化学 催化作用 有机化学 工程类
作者
Yanfei Pang,Yingshuai Wang,Xiangyu Ding,Yuhang Xin,Qingbo Zhou,Chunyu Jiang,Baorui Chen,Hongfeng Liu,Feng Wu,Hongcai Gao
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (21): 8203-8213 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c01363
摘要

Introducing electrochemically active or inactive metal ion substitution is a well-known modification strategy in the layered transition-metal oxide cathode materials for sodium ion batteries. However, the introduction of active or inactive metal ions into the transition-metal layer often triggers the redox reaction of anionic oxygen. The charge compensation induced by the redox reaction of anionic oxygen can improve the specific capacity of the cathode material, whereas it also brings problems, such as voltage hysteresis and attenuation and sluggish reaction kinetics. Here, we propose a high-entropy strategy using Li, Cu, and Ti, and we find that the synergistic effect of these elements can stimulate the redox reaction of oxygen and prevent the adverse effects of anionic oxygen. The incorporation of Li+ can increase Na content and stimulate the oxygen redox reaction, leading to increased theoretical capacity and disrupted Na+/vacancy ordering. The incorporation of Cu2+ can stabilize the environment of the oxygen and reduce the O loss. The incorporation of Ti4+ can stabilize the transition-metal layer framework. As a result, the reversible capacity of the optimized P2-type cathode of Na0.73Ni0.21Mn0.6Li0.06Cu0.06Ti0.07O2 was 128.12 mAh/g, which also delivers an excellent capacity retention of 79.21% after 500 cycles and an excellent rate performance with a capacity of 85.6 mAh/g at 10 C. At the same time, it exhibits the smallest voltage attenuation and the highest Na+ diffusion coefficient. By stimulating and regulating the redox reaction of oxygen, this work provides new insights into the design of high-performance and practical P2-type cathode materials for sodium-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
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
1秒前
老张完成签到,获得积分10
1秒前
玫瑰发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
万能图书馆应助无情芷珊采纳,获得10
3秒前
ARES2完成签到,获得积分10
3秒前
eden完成签到,获得积分10
3秒前
SEVEN发布了新的文献求助10
3秒前
Mixrror发布了新的文献求助10
3秒前
折叠鱼尾完成签到 ,获得积分10
4秒前
留白完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
毛柯柯发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
石艾颀发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
无极微光应助糖豆采纳,获得20
7秒前
玫瑰完成签到,获得积分20
8秒前
wendy发布了新的文献求助10
8秒前
缓慢的伟祺完成签到,获得积分10
8秒前
zengli发布了新的文献求助100
8秒前
CipherSage应助xinzhao采纳,获得10
8秒前
ygwu0946发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
雨小葵发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
引子发布了新的文献求助10
11秒前
hi_zhanghao发布了新的文献求助10
11秒前
蒜皮发布了新的文献求助10
12秒前
浅浅完成签到,获得积分10
12秒前
大胡子完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
浮光发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
Mixrror发布了新的文献求助10
14秒前
mff4718发布了新的文献求助10
14秒前
andre20完成签到 ,获得积分10
14秒前
coolru发布了新的文献求助10
15秒前
李爱国应助rrrr采纳,获得30
15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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7707675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9265183
关于积分的说明 20053123
捐赠科研通 7284160
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296106
关于科研通互助平台的介绍 2450986
邀请新用户注册赠送积分活动 2303092