Designing ultrastable P2/O3-type layered oxides for sodium ion batteries by regulating Na distribution and oxygen redox chemistry

电解质 电化学 阴极 氧化还原 化学 煅烧 氧气 氧化物 相(物质) 离子 化学工程 无机化学 电极 催化作用 物理化学 有机化学 工程类 生物化学
作者
Jieyou Huang,Weiliang Li,Debin Ye,Lin Xu,Wenwei Wu,Xuehang Wu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:94: 466-476 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2024.03.010
摘要

P2/O3-type Ni/Mn-based layered oxides are promising cathode materials for sodium-ion batteries (SIBs) owing to their high energy density. However, exploring effective ways to enhance the synergy between the P2 and O3 phases remains a necessity. Herein, we design a P2/O3-type Na0.76Ni0.31Zn0.07Mn0.50Ti0.12O2 (NNZMT) with high chemical/electrochemical stability by enhancing the coupling between the two phases. For the first time, a unique Na+ extraction is observed from a Na-rich O3 phase by a Na-poor P2 phase and systematically investigated. This process is facilitated by Zn2+/Ti4+ dual doping and calcination condition regulation, allowing a higher Na+ content in the P2 phase with larger Na+ transport channels and enhancing Na+ transport kinetics. Because of reduced Na+ in the O3 phase, which increases the difficulty of H+/Na+ exchange, the hydrostability of the O3 phase in NNZMT is considerably improved. Furthermore, Zn2+/Ti4+ presence in NNZMT synergistically regulates oxygen redox chemistry, which effectively suppresses O2/CO2 gas release and electrolyte decomposition, and completely inhibits phase transitions above 4.0 V. As a result, NNZMT achieves a high discharge capacity of 144.8 mA h g−1 with a median voltage of 3.42 V at 20 mA g−1 and exhibits excellent cycling performance with a capacity retention of 77.3% for 1000 cycles at 2000 mA g−1. This study provides an effective strategy and new insights into the design of high-performance layered-oxide cathode materials with enhanced structure/interface stability for SIBs.
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
魔幻的雁风完成签到,获得积分10
1秒前
外向落雁发布了新的文献求助66
1秒前
爆米花应助cancan采纳,获得10
3秒前
小羊发布了新的文献求助10
3秒前
顾矜应助青筠采纳,获得10
3秒前
明理听云完成签到,获得积分10
4秒前
JJJ发布了新的文献求助10
5秒前
小马甲应助spark采纳,获得10
6秒前
愚人发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
果冻完成签到,获得积分10
10秒前
畅快友儿完成签到,获得积分10
10秒前
奶斯完成签到,获得积分10
13秒前
小小发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
子清发布了新的文献求助10
16秒前
Mic应助安冉然采纳,获得50
17秒前
muyongxin发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
avalanche应助ASDq采纳,获得20
19秒前
19秒前
星辰大海应助kk采纳,获得10
19秒前
大胆一刀发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
JJJ完成签到,获得积分10
21秒前
Signs完成签到 ,获得积分10
21秒前
愚人完成签到,获得积分10
21秒前
开心的芒果完成签到,获得积分10
22秒前
cancan发布了新的文献求助10
22秒前
研友_ngKyqn完成签到,获得积分10
22秒前
纯真以晴完成签到,获得积分10
22秒前
Owen应助甘特采纳,获得10
22秒前
ww发布了新的文献求助10
23秒前
couletian完成签到 ,获得积分10
23秒前
小小完成签到,获得积分10
24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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 891
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 500
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 5424665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4539081
关于积分的说明 14164862
捐赠科研通 4456109
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2444042
邀请新用户注册赠送积分活动 1435127
关于科研通互助平台的介绍 1412469