Designing Air-Stable O3-Type Cathode Materials by Combined Structure Modulation for Na-Ion Batteries

化学 电负性 价(化学) 过渡金属 阴极 杂原子 密度泛函理论 离子 费米能级 化学物理 电子结构 化学工程 计算化学 物理化学 戒指(化学) 有机化学 物理 量子力学 电子 工程类 催化作用
作者
Hurong Yao,Pengfei Wang,Yue Gong,Jienan Zhang,Xiqian Yu,Lin Gu,Chuying Ouyang,Ya‐Xia Yin,Enyuan Hu,Xiao‐Qing Yang,Eli Stavitski,Yu‐Guo Guo,Li‐Jun Wan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:139 (25): 8440-8443 被引量:353
标识
DOI:10.1021/jacs.7b05176
摘要

As promising high-capacity cathode materials for Na-ion batteries, O3-type Na-based metal oxides always suffer from their poor air stability originating from the spontaneous extraction of Na and oxidation of transition metals when exposed to air. Herein, a combined structure modulation is proposed to tackle concurrently the two handicaps via reducing Na layers spacing and simultaneously increasing valence state of transition metals. Guided by density functional theory calculations, we demonstrate such a modulation can be subtly realized through cosubstitution of one kind of heteroatom with comparable electronegativity and another one with substantially different Fermi level, by adjusting the structure of NaNi0.5Mn0.5O2 via Cu/Ti codoping. The as-obtained NaNi0.45Cu0.05Mn0.4Ti0.1O2 exhibits an increase of 20 times in stable air-exposure period and 9 times in capacity retention after 500 cycles, and even retains its structure and capacity after being soaked in water. Such a simple and effective structure modulation reveals a new avenue for high-performance O3-type cathodes and pushes the large-scale industrialization of Na-ion batteries a decisive step forward.
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
小豆芽儿发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
圣晟胜发布了新的文献求助10
1秒前
你不知道完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
Ren完成签到,获得积分10
2秒前
侦察兵发布了新的文献求助10
2秒前
烂漫念文完成签到,获得积分10
2秒前
Lam发布了新的文献求助30
2秒前
沙111完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
wanci应助hhh采纳,获得30
4秒前
4秒前
ATAYA发布了新的文献求助10
4秒前
zhenzhen发布了新的文献求助10
5秒前
娜行发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI5应助么系么系采纳,获得10
6秒前
斯文败类应助坚果采纳,获得10
6秒前
qingkong完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
yxq完成签到 ,获得积分10
9秒前
franklvlei完成签到,获得积分10
9秒前
共享精神应助yitang采纳,获得10
9秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI5应助咕噜仔采纳,获得10
9秒前
10秒前
tRNA完成签到,获得积分10
10秒前
WNL发布了新的文献求助10
11秒前
平淡南霜发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
共享精神应助我爱读文献采纳,获得10
11秒前
英俊的铭应助感动的世平采纳,获得10
12秒前
12秒前
柒八染发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
zewangguo完成签到,获得积分20
12秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527469
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107497
关于积分的说明 9285892
捐赠科研通 2805298
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539865
邀请新用户注册赠送积分活动 716714
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709678