Achieving High Stability and Performance in P2‐Type Mn‐Based Layered Oxides with Tetravalent Cations for Sodium‐Ion Batteries

氧化还原 阴极 电化学 电解质 材料科学 化学工程 阳离子聚合 氧气 法拉第效率 容量损失 无机化学 电极 化学 冶金 有机化学 物理化学 高分子化学 工程类
作者
Panawan Vanaphuti,Zeyi Yao,Yangtao Liu,Yulin Lin,Jianguo Wen,Zhenzhen Yang,Zimin Feng,Xiaotu Ma,Anna C. Zauha,Yan Wang,Yan Wang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (19) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/smll.202201086
摘要

P2-type sodium-manganese-based layered cathodes, owing to their high capacity from both cationic and anionic redox, are a potential candidate for Na-ion batteries (NIBs) to replace Li-ion technology in certain applications. Still, the structure instability originating from irreversible oxygen redox at high voltage remains a challenge. Here, a high sustainability cobalt-free P2-Na0.72 Mn0.75 Li0.24 X0.01 O2 (X = Ti/Si) cathode is developed. The outstanding capacity retention and voltage retention after 150 cycles are obtained in half-cells. The finding shows that Ti localizes on the surface while Si diffuses to the bulk of the particles. Thus, Ti can act as a protective layer that alleviates side reactions in carbonate-based electrolyte. Meanwhile, Si can regulate the local electronic structure and suppress oxygen redox activities. Notably, full-cells with hard carbon (≈300-335 W h kg-1 based on the cathode mass) deliver the capacity retention of 83% for P2-Na0.72 Mn0.75 Li0.24 Si0.01 O2 and 66% for P2-Na0.72 Mn0.75 Li0.24 Ti0.01 O2 after 500 cycles; this electrochemical stability is the best compared to other reported cathodes based on oxygen redox at present. The superior cycle performance also stems from the ability to inhibit microcracking and planar gliding within the particles. Altogether, this finding offers a new composition for developing high-performance low-cost cathodes for NIBs and highlights the unique role of Ti/Si ions.
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
刚刚
刚刚
Abby发布了新的文献求助20
刚刚
酷波er应助二玥采纳,获得10
1秒前
4秒前
焱焱发布了新的文献求助10
5秒前
小张发布了新的文献求助10
6秒前
袁妞妞发布了新的文献求助10
6秒前
jawa完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
星澜发布了新的文献求助10
10秒前
袁妞妞完成签到,获得积分10
10秒前
骨筋中外完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
田小姐发布了新的文献求助10
12秒前
可爱的函函应助Philthee采纳,获得10
13秒前
简单完成签到,获得积分20
14秒前
wanci应助pilot采纳,获得10
14秒前
15秒前
65neko发布了新的文献求助10
16秒前
SciGPT应助焱焱采纳,获得30
16秒前
17秒前
二玥发布了新的文献求助10
18秒前
科目三应助沧海一笑采纳,获得10
20秒前
坦率道之发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
求求接收吧应助濠哥妈咪采纳,获得10
25秒前
Olivia完成签到,获得积分10
25秒前
latheriny完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
Philthee完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
赘婿应助latheriny采纳,获得10
30秒前
努力毕业完成签到,获得积分20
30秒前
毛豆应助mimimi采纳,获得10
32秒前
slyhhk完成签到,获得积分20
32秒前
33秒前
SciGPT应助Mp4采纳,获得10
33秒前
瑶瑶发布了新的文献求助30
34秒前
Amy发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Mantids of the euro-mediterranean area 600
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
Injection and Compression Molding Fundamentals 500
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 基因 遗传学 化学工程 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3422236
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3022621
关于积分的说明 8901656
捐赠科研通 2710004
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1486265
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 686979
邀请新用户注册赠送积分活动 682186