Boosting the Structural Reversibility of Layered Oxide Cathode for Realizing Long‐Term Cycle Life Through Electronic Structure Regulation

阴极 氧化物 Boosting(机器学习) 氧化锰 材料科学 离子 雅恩-泰勒效应 纳米技术 化学工程 化学物理 化学 计算机科学 物理化学 冶金 有机化学 机器学习 工程类
作者
Zhang Guo-hua,Yuheng Gao,Yuxin Fan,Yuheng Gao,Jian Wu,Jiwei Ma,Renyuan Zhang,Yunhui Huang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (51): e2407615-e2407615 被引量:6
标识
DOI:10.1002/smll.202407615
摘要

O3-type layered oxide cathode exhibits great application potential for practical sodium-ion batteries, due to its cost-effectiveness, abundant sodium and manganese resources, and high theoretical capacity. However, the irreversible phase transition, coupled with rapid capacity decay, which is primarily attributed to the Jahn-Teller effect of Mn3+, remains a significant bottleneck for commercial application. Additionally, the sluggish kinetics during the (de)sodiation process require urgent improvement. Herein, an electronic structure regulation strategy is proposed by low-valence Li/Cu co-substitution to address these issues. The roles of Li/Cu on the electronic structure, structural evolution, and electrochemical properties in the Na0.96Ni0.22Fe0.2Mn0.5Li0.04Cu0.04O2 (NFMLC) cathode are comprehensively explored through systematic in situ/ex situ characterization techniques and theoretical calculations. The results reveal that this strategy effectively activates more Ni2+/3+ and Fe3+/4+ redox reactions above 2.5 V, while suppressing Mn3+/4+ redox activity below 2.5 V, thereby achieving highly structural reversibility. Therefore, the NFMLC electrode displays excellent long-term cycling stability (81.5% capacity retention after 2000 cycles at 5 C), and significantly enhanced rate performance (from 45.5% to 80.4% under a ratio of 5 C to 0.5 C). This work provides a valuable perspective on the design of low-cost, long-life, and high-performance layered oxide cathodes for practical 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
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
2秒前
2秒前
FashionBoy应助阔达荣轩采纳,获得10
2秒前
3秒前
俏皮幻悲发布了新的文献求助10
3秒前
危机的黑米完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Shan完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
ding应助jim采纳,获得10
7秒前
在水一方应助watermelon采纳,获得10
8秒前
8秒前
许七安发布了新的文献求助20
8秒前
悠木完成签到 ,获得积分10
9秒前
曾不戳完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
biubiudiu777发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
必发SCI发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
科研通AI6.3应助Gao采纳,获得10
14秒前
wbx完成签到,获得积分10
14秒前
阔达荣轩发布了新的文献求助10
14秒前
hinata发布了新的文献求助10
15秒前
xi发布了新的文献求助10
15秒前
隐形曼青应助绿颜色采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
vhgbl完成签到,获得积分20
17秒前
18秒前
搞怪访云发布了新的文献求助30
18秒前
碎碎发布了新的文献求助10
18秒前
18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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6032844
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7723485
关于积分的说明 16201617
捐赠科研通 5179508
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2771865
邀请新用户注册赠送积分活动 1755122
关于科研通互助平台的介绍 1640064