Unveiling the Role of Ruthenium in Layered Sodium Cobaltite Toward High‐Performance Electrode Enabled by Anionic and Cationic Redox

钴酸盐 氧化还原 电化学 材料科学 阳离子聚合 空位缺陷 密度泛函理论 过渡金属 阴极 无机化学 分析化学(期刊) 电极 结晶学 物理化学 化学 催化作用 冶金 计算化学 高分子化学 生物化学 色谱法
作者
Natalia Voronina,Konstantin Köster,Jun Ho Yu,Hee Jae Kim,Min‐Gi Jung,Hun‐Gi Jung,Kug‐Seung Lee,Payam Kaghazchi,Seung‐Taek Myung
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (36) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/aenm.202302017
摘要

Abstract The effect of Ru substitution on the structure and electrochemical properties of P2‐type Na 0.67 CoO 2 is investigated. The first‐discharge capacities of Na 0.67 CoO 2 and Na 0.6 [Co 0.78 Ru 0.22 ]O 2 materials are 128 and 163 mAh g −1 (23.5 mA g −1 ), respectively. Furthermore, the rate capability is improved due to the electro‐conducting nature of Ru doping. Operando X‐ray diffraction analysis reveals that the Na 0.67 CoO 2 does not undergo a phase transition; however, multiple Na + /vacancy ordered superstructures within the P2 phase appear during Na + extraction/insertion. In contrast, the Na 0.6 [Co 0.78 Ru 0.22 ]O 2 material undergoes a P2–OP4 phase transition during desodiation, with no formation of Na + /vacancy ordering within the P2 phase. The increased discharge capacity of Na 0.6 [Co 0.78 Ru 0.22 ]O 2 is most likely associated with additional cationic Ru 4+ /Ru 5+ redox and increased anionic O 2− /(O 2 n− ) redox participation. Combined experimental (galvanostatic cycling, X‐ray absorption spectroscopy, differential electrochemical mass spectrometry) and theoretical (density functional theory calculations) studies confirm that Ru substitution provokes the oxygen‐redox reaction and that partial O 2 release from the oxide lattice is the origin of the reaction. The findings provide new insight for improving the electrode performance of cathode materials via 4 d Ru substitution and motivate the development of a new strategy for the design of high‐capacity 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
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
李成哲完成签到,获得积分10
1秒前
crisp发布了新的文献求助10
1秒前
VISIN完成签到,获得积分10
1秒前
yian007完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
曙光完成签到,获得积分10
2秒前
江添盛望发布了新的文献求助10
2秒前
qimingran完成签到,获得积分10
2秒前
Flos关注了科研通微信公众号
2秒前
2秒前
混沌完成签到,获得积分10
3秒前
自信又菡发布了新的文献求助10
4秒前
ice完成签到,获得积分20
4秒前
欢喜的元蝶完成签到,获得积分10
4秒前
bkagyin应助碧蓝幻灵采纳,获得10
5秒前
活力的战斗机完成签到,获得积分10
6秒前
yuhui完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
宇文雨文完成签到 ,获得积分10
7秒前
爱吃冻梨完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
大号完成签到,获得积分10
9秒前
ice发布了新的文献求助20
9秒前
10秒前
11秒前
爱学习的大聪明完成签到,获得积分10
11秒前
快飞飞完成签到 ,获得积分10
11秒前
LIU完成签到,获得积分10
12秒前
秘小先儿应助张晟辉采纳,获得10
12秒前
lzp发布了新的文献求助10
12秒前
Little2发布了新的文献求助10
12秒前
清爽的铭发布了新的文献求助20
12秒前
就滴滴勾儿完成签到,获得积分10
13秒前
高高高完成签到,获得积分10
13秒前
迅速的鹤完成签到,获得积分10
13秒前
传奇3应助STP顶峰相见采纳,获得10
13秒前
星期八约会猪猪侠完成签到,获得积分10
14秒前
朱先生完成签到 ,获得积分10
14秒前
不知所措的咪完成签到,获得积分10
14秒前
哆啦的空间站完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016130
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3556145
关于积分的说明 11320169
捐赠科研通 3289087
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812382
邀请新用户注册赠送积分活动 887923
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812051