Operando characterization and regulation of metal dissolution and redeposition dynamics near battery electrode surface

溶解 电池(电) 电解质 阴极 电极 材料科学 同步加速器 化学工程 化学物理 过渡金属 表征(材料科学) 纳米技术 化学 物理化学 热力学 催化作用 功率(物理) 物理 生物化学 核物理学 工程类
作者
Yuxin Zhang,Anyang Hu,Dawei Xia,Sooyeon Hwang,Sami Sainio,Dennis Nordlund,F. Marc Michel,Robert B. Moore,Luxi Li,Feng Lin
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:18 (7): 790-797 被引量:118
标识
DOI:10.1038/s41565-023-01367-6
摘要

Mn dissolution has been a long-standing, ubiquitous issue that negatively impacts the performance of Mn-based battery materials. Mn dissolution involves complex chemical and structural transformations at the electrode-electrolyte interface. The continuously evolving electrode-electrolyte interface has posed great challenges for characterizing the dynamic interfacial process and quantitatively establishing the correlation with battery performance. In this study, we visualize and quantify the temporally and spatially resolved Mn dissolution/redeposition (D/R) dynamics of electrochemically operating Mn-containing cathodes. The particle-level and electrode-level analyses reveal that the D/R dynamics is associated with distinct interfacial degradation mechanisms at different states of charge. Our results statistically differentiate the contributions of surface reconstruction and Jahn-Teller distortion to the Mn dissolution at different operating voltages. Introducing sulfonated polymers (Nafion) into composite electrodes can modulate the D/R dynamics by trapping the dissolved Mn species and rapidly establishing local Mn D/R equilibrium. This work represents an inaugural effort to pinpoint the chemical and structural transformations responsible for Mn dissolution via an operando synchrotron study and develops an effective method to regulate Mn interfacial dynamics for improving battery performance.
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
善善完成签到 ,获得积分10
刚刚
生椰拿铁完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
雯雯发布了新的文献求助10
1秒前
扑通扑通通完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
牛肉面应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
kk完成签到,获得积分10
3秒前
cijing发布了新的文献求助10
3秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
牛肉面应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研小混子完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
含蓄的雨泽给含蓄的雨泽的求助进行了留言
4秒前
177ycd发布了新的文献求助10
6秒前
明亮的念梦完成签到 ,获得积分10
8秒前
刘豆完成签到,获得积分10
9秒前
从容果汁完成签到 ,获得积分10
10秒前
斯文败类应助www采纳,获得10
10秒前
11秒前
13秒前
小白完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
15秒前
heypee完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
田様应助Doc_Ocean采纳,获得10
17秒前
oldblack完成签到,获得积分10
18秒前
舒心盼曼发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
feng1235发布了新的文献求助30
20秒前
20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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6354246
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8169186
关于积分的说明 17196563
捐赠科研通 5410294
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863932
邀请新用户注册赠送积分活动 1841359
关于科研通互助平台的介绍 1689964