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,Jing Wang,Dawei Xia,Sooyeon Hwang,Sami Sainio,Dennis Nordlund,F. Marc Michel,Robert B. Moore,Luxi Li,Feng Lin
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:18 (7): 790-797 被引量:36
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
猪猪完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
赖林完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
情怀应助Evan采纳,获得10
3秒前
3秒前
aich完成签到,获得积分10
4秒前
萧锦铉完成签到,获得积分10
7秒前
min完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
丘比特应助Star采纳,获得10
11秒前
小二郎应助由哎采纳,获得10
11秒前
吉吉国王完成签到,获得积分10
11秒前
songf11发布了新的文献求助10
12秒前
Cameron完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
Liza发布了新的文献求助10
14秒前
ASASAS发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Bazinga发布了新的文献求助10
17秒前
20秒前
Lsh173373发布了新的文献求助10
20秒前
逍遥猪皮完成签到,获得积分10
20秒前
大模型应助Evan采纳,获得10
21秒前
ben发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
30秒前
酷波er应助杨洋采纳,获得30
30秒前
32秒前
星河之外spectator完成签到,获得积分10
33秒前
Yexidong发布了新的文献求助10
33秒前
小二郎应助Lsh173373采纳,获得10
34秒前
啊啊啊啊完成签到,获得积分10
34秒前
gdh发布了新的文献求助10
35秒前
斯文谷秋发布了新的文献求助10
37秒前
由哎发布了新的文献求助10
37秒前
39秒前
咖喱鸡完成签到,获得积分10
39秒前
研友_VZG7GZ应助高工采纳,获得10
40秒前
Lucas应助甜甜木各格采纳,获得10
40秒前
高分求助中
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Evolution 1100
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
CLSI EP47 Evaluation of Reagent Carryover Effects on Test Results, 1st Edition 550
Assessment of Ultrasonographic Measurement of Inferior Vena Cava Collapsibility Index in The Prediction of Hypotension Associated with Tourniquet Release in Total Knee Replacement Surgeries under Spinal Anesthesia 500
T/CAB 0344-2024 重组人源化胶原蛋白内毒素去除方法 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2981386
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2642717
关于积分的说明 7131197
捐赠科研通 2276120
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1207311
版权声明 592084
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 589844