Entropy Tuning Stabilizing P2‐Type Layered Cathodes for Sodium‐Ion Batteries

材料科学 阴极 离子 过渡金属 化学物理 氧化物 钠离子电池 相变 电化学 密度泛函理论 纳米技术 化学工程 电极 热力学 物理化学 冶金 计算化学 化学 法拉第效率 工程类 催化作用 物理 有机化学 生物化学
作者
Jie Liu,Weiyuan Huang,Renbin Liu,Jian Lang,Yuhao Li,Tongchao Liu,Khalil Amine,Hongsen Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (24) 被引量:31
标识
DOI:10.1002/adfm.202315437
摘要

Abstract The P2‐type layered transition metal oxide cathodes confront formidable challenges, including irreversible deleterious phase transitions, transition metals migration, and sluggish Na + diffusion kinetics, which hamper their rapid commercial application in sodium ion batteries (SIB). In this work, an entropy tuning with dual‐site substitution strategy is proposed to address the aforementioned issues. In the tailored [Na 0.67 Zn 0.05 ]Ni 0.22 Cu 0.06 Mn 0.66 Ti 0.01 O 2 (NZNCMTO) cathodes, the strategic incorporation of Zn ions serves to occupy Na sites, intentionally disrupting the Na/vacancy ordering and establishing a reinforcing “pillar” effect within the layered framework. Furthermore, the substitution of Cu and Ti for Ni and Mn bolsters covalent bonding with the lattice oxygen, thereby impeding the migration of the transition metal ions and leading to a near‐zero strain structural evolution during charge and discharge process. Density functional theory calculations confirmed that entropy‐tuned NZNCMTO substantially lowered the migration energy barrier for Na + ions diffusion and improved electronic conductivity. Consequently, the NZNCMTO cathode exhibits an impressive high practical capacity of 91.54 mAh g −1 at a high discharge rate of 10 C, along with outstanding cycling stability, maintaining near 100% capacity retention over 500 cycles at a current density of 10 C. This work presents an innovative blueprint for designing high‐performance sodium‐ion battery cathode materials.
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
coolkid完成签到 ,获得积分10
刚刚
贼拉瘦的美神完成签到,获得积分10
1秒前
tsy完成签到 ,获得积分10
2秒前
April发布了新的文献求助20
2秒前
3秒前
今后应助不安豁采纳,获得10
4秒前
huifang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
67发布了新的文献求助10
5秒前
代萌萌完成签到,获得积分10
5秒前
啊哈哈哈发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
四喜格格完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI5应助Laus采纳,获得10
7秒前
Godspeed发布了新的文献求助10
8秒前
悦耳的乐松完成签到,获得积分10
9秒前
星星泡饭发布了新的文献求助10
9秒前
着急的语儿完成签到,获得积分10
9秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
差劲先森完成签到 ,获得积分10
9秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科目三应助goodgoodstudy采纳,获得10
10秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Wu发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
lemon应助科研通管家采纳,获得20
10秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
打打应助聪聪great采纳,获得10
10秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
无名完成签到,获得积分10
11秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
李健应助科研通管家采纳,获得40
11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 3527742
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107867
关于积分的说明 9286956
捐赠科研通 2805612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540026
邀请新用户注册赠送积分活动 716884
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709762