Highly stabilized single-crystal P2-type layered oxides obtained via rational crystal orientation modulation for sodium-ion batteries

材料科学 电化学 电解质 Crystal(编程语言) 晶体结构 离子 电极 结晶学 化学 计算机科学 物理化学 有机化学 程序设计语言
作者
Fengping Zhang,Yao Lu,Yun Guo,Chunliu Li,Yan Liu,Maofeng Yang,Binyu Zhao,Wenwei Wu,Xuehang Wu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:458: 141515-141515 被引量:47
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.141515
摘要

The development of P2-type Na–Ni–Mn oxides as high-voltage cathode materials for sodium-ion batteries is being extensively researched. However, achieving good electrochemical reversibility for such oxides at high voltage remains challenging. Herein, highly dispersed hexagonal-prism-like single-crystal P2-type Na0.66Ni0.26Zn0.07Mn0.67O2 (MC-NNZM) with a high proportion of {0 0 1} planes is synthesized through a combined coprecipitation and molten-salt method. The presence of molten Na2SO4 and the low surface energy of {0 0 1} planes are critical in forming the anisotropic single-crystal structure. In the 2.0–4.4 V voltage window, MC-NNZM exhibits a reversible capacity of 122.1 mAhg−1 with a median discharge voltage of 3.5 V at 10 mA g−1. Moreover, the capacity retentions of MC-NNZM reach 95.8% and 98.3% in the 2.0–4.4 V and 2.0–4.3 V voltage ranges after 100 cycles at 100 mA g−1, respectively. Electrochemical in situ X-ray diffraction patterns reveal that, because of the {0 0 1}-dominated single-crystal structure, the gliding of transition metal oxide slabs in the high-voltage region is effectively restrained; subsequently, this significantly mitigates the volume change of MC-NNZM during cycling. Consequently, unlike layered oxides with random crystal orientation, MC-NNZM is effectively resistant to mechanical fracture without the irreversible formation of intragranular cracks and dislocations after extensive cycling, thus avoiding continuous electrolyte decomposition on the material surface and stabilizing efficient ionic/electronic transport paths in the cathode. This work paves a new avenue for improving the cycling stability of P2-type layered oxides with a high upper-cutoff voltage based on a single-crystal structure formed via rational crystal orientation modulation.
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
北川宾一完成签到,获得积分10
1秒前
随便发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
CipherSage应助王莫为采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
桐桐应助zkyyy采纳,获得10
4秒前
4秒前
林深沉发布了新的文献求助10
5秒前
NiuNiu发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
FashionBoy应助猛犸象冲冲冲采纳,获得10
6秒前
小赐完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
星辰大海应助马子妍采纳,获得10
7秒前
lala发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助444采纳,获得10
8秒前
玄天明月完成签到 ,获得积分10
8秒前
Ztx发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
Lyy发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
糖糖完成签到 ,获得积分10
10秒前
优美紫槐发布了新的文献求助10
10秒前
清爽的芷蕾完成签到,获得积分10
10秒前
认真做毕设的沙子完成签到,获得积分20
11秒前
欣喜觅风完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
思源应助phil采纳,获得10
12秒前
领导范儿应助凝子老师采纳,获得10
12秒前
王莫为发布了新的文献求助10
12秒前
孟龙威发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
李爱国应助悦耳的曼安采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
1am33in发布了新的文献求助10
15秒前
喜雨的猫发布了新的文献求助10
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
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5605669
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690288
关于积分的说明 14863003
捐赠科研通 4702367
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542226
邀请新用户注册赠送积分活动 1507853
关于科研通互助平台的介绍 1472142