Solid-State Synthesis of Low-Cost and High-Energy-Density Sodium Layered-Tunnel Oxide Cathodes: Dynamic Structural Evolution, Na+/Vacancy Disordering, and Prominent Moisture Stability

空位缺陷 阴极 氧化物 材料科学 水分 结构稳定性 国家(计算机科学) 钠 低能 固态 化学物理 凝聚态物理 工程物理 化学 原子物理学 复合材料 物理化学 物理 冶金 结构工程 工程类 计算机科学 算法
作者
Zhuang‐Chun Jian,Yi‐Feng Liu,Yan‐Fang Zhu,Jiayang Li,Haiyan Hu,Jing-Qiang Wang,Lingyi Kong,Xin‐Bei Jia,Hanxiao Liu,Jun-Xu Guo,Mengying Li,Yan‐Song Xu,Jianfeng Mao,Shilin Zhang,Yao Xiao,Shi Xue Dou,Shulei Chou
出处
期刊:Social Science Research Network [RELX Group (Netherlands)]
被引量:1
标识
DOI:10.2139/ssrn.4708080
摘要

Manganese-based layered oxides show promise as cathode materials for sodium-ion batteries (SIBs). However, challenges including sluggish Na+ kinetics, complex phase transitions, and poor air stability hinder their practical application. Herein, we proposed a dual-function strategy that not only precisely manipulates dynamic structural evolution from layered to tunnel structure, but also effectively suppresses Na+/vacancy and charge ordering by inhibiting electron delocalization. We designed a series of Ti-substituted Na2/3Mn1-xTixO2 (x=0, 1/9, 2/9, 1/3) as proof of concept materials to demonstrate the dual-function strategy. As a result, the optimized Na2/3Mn8/9Ti1/9O2 cathode material delivers a high specific capacity of 202.9 mAh g−1 at 0.1C within 1.5−4.3 V, equivalent to 536.6 Wh kg−1 of energy density, and exhibits 71.0% of capacity retention after 300 cycles at 1C. Meanwhile, a highly reversible P2/Tunnel-OP4/Tunnel phase transition process and interlocking effect between the layered and tunnel structure as well as prominent moisture stability even after soak water treatment are further confirmed by in-situ charge and discharge XRD and other advanced characterization techniques. It is worth noting that the electrode assembled with water-solution binder still displays a high capacity retention of 85.4% after 400 cycles at 1C. Our dual-function strategy provides valuable guidance for developing high-energy density and water-stable practical SIBs cathode materials.
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
开心德地发布了新的文献求助10
1秒前
开心德地发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
molihuakai的应助被jingwei1111采纳,获得10
1秒前
1秒前
www发布了新的文献求助50
1秒前
2秒前
开心德地发布了新的文献求助10
2秒前
开心德地发布了新的文献求助10
2秒前
科目三的应助被笑一七采纳,获得20
2秒前
开心德地发布了新的文献求助10
2秒前
明写春诗完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
科研通AI6.2的应助被柔弱昊焱采纳,获得10
3秒前
开心德地发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
动人的完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
老王关注了科研通微信公众号
6秒前
强健的海菡完成签到 ,获得积分10
7秒前
liuguanfeng发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
幽默的蜡烛完成签到 ,获得积分10
7秒前
开心德地发布了新的文献求助10
8秒前
开心德地发布了新的文献求助10
8秒前
开心德地发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
jingwei1111发布了新的文献求助10
9秒前
sunny完成签到,获得积分10
9秒前
开心德地发布了新的文献求助10
9秒前
开心德地发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
开心德地发布了新的文献求助10
9秒前
Jasper的应助被自由的语柳采纳,获得10
10秒前
10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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8148008
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545903
关于积分的说明 21671919
捐赠科研通 7735023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423743
关于科研通互助平台的介绍 2548683
邀请新用户注册赠送积分活动 2466682