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 工程类 功率(物理) 核物理学 物理 生物化学
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:55
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
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
如意的尔蝶完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
医者修心发布了新的文献求助10
1秒前
run发布了新的文献求助10
3秒前
kira完成签到,获得积分10
3秒前
李爱国应助常归尘采纳,获得10
5秒前
5秒前
Mic发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI2S应助高兴的彩虹采纳,获得10
6秒前
AJ完成签到 ,获得积分10
9秒前
小熊完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI5应助佘楽采纳,获得10
10秒前
Pe完成签到,获得积分10
10秒前
彭于晏应助qqaazz采纳,获得10
12秒前
13秒前
大模型应助enli采纳,获得10
13秒前
bhappy21完成签到,获得积分10
13秒前
世间安得双全法完成签到,获得积分0
14秒前
完美世界应助Pe采纳,获得10
14秒前
隐形曼青应助鹬鸱采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
wenyiboy完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
19秒前
陈兵发布了新的文献求助10
20秒前
荣荣完成签到,获得积分10
20秒前
cccc发布了新的文献求助10
21秒前
温柔的柠檬完成签到 ,获得积分10
21秒前
所所应助一路生花采纳,获得10
21秒前
高明完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
right完成签到 ,获得积分10
22秒前
不要加糖发布了新的文献求助10
24秒前
狂野忆文发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
Nicho发布了新的文献求助20
25秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
柯一一应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967722
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512889
关于积分的说明 11165380
捐赠科研通 3247919
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794067
邀请新用户注册赠送积分活动 874836
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804578