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Two positive effects with one arrow:Modulating crystal and interfacial decoration towards high-potential cathode material

引用

Journal of Energy Chemistry 2024年第5期92卷 216-223页

作者： Xuexiu Gu Xuan-Wen Gao Dongrun Yang Qinfen Gu YSong Hong Chen Tianzhen Ren Wen-Bin Luo Institute for Energy Electrochemistry and Urban Mines Metallurgy School of MetallurgyNortheastern UniversityShenyang 110819LiaoningChina Australian Synchrotron(ANSTO) 800 Blackburn RdClaytonVictoria 3168Australia School of Science and Engineering University of DundeeNethergateDundee DD14HNScotlandUK

As the primary suppliers of cyclable sodium ions,O3-type layer-structured manganese-based oxides are recognized as highly competitive cathode candidates for sodium-ion batteries.To advance the development of high-energy sodium-ion batteries,it is crucial to explore cathode materials operating at high voltages while maintaining a stable cycling behavior.The orbital and electronic structure of the octahedral center metal element plays a crucial role in maintaining the octahedra structural integrity and improving Na^(+)ion diffusion by introducing heterogeneous chemical bonding.Inspired by the abundant configuration of extra nuclear electrons and large ion radius,we employed trace amounts of tungsten in this study.The obtained cathode material can promote the reversibility of oxygen redox reactions in the high-voltage region and inhibit the loss of lattice oxygen.Additionally,the formation of a Na_(2)WO_(4) coating on the material surface can improve the interfacial stability and interface ions diffusion.It demonstrates an initial Coulombic efficiency(ICE)of 94.6%along with 168.5 mA h g^(-1 )discharge capacity within the voltage range of 1.9-4.35 V.These findings contribute to the advancement of high-energy sodium-ion batteries by providing insights into the benefits of tungsten doping and Na_(2)WO_(4) coating on cathode materials.

关键词： Sodium ion battery layer-structured manganese-based oxides Cathodematerial Surface modification Elements doping

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