Tracking Sodium-Antimonide Phase Transformations in Sodium-Ion Anodes: Insights from Operando Pair Distribution Function Analysis and Solid-State NMR Spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Operando pair distribution function (PDF) analysis and ex situ (23)Na magic-angle spinning solid-state nuclear magnetic resonance (MAS ssNMR) spectroscopy are used to gain insight into the alloying mechanism of high-capacity antimony anodes for sodium-ion batteries. Subtraction of the PDF of crystalline NaxSb phases from the total PDF, an approach constrained by chemical phase information gained from (23)Na ssNMR in reference to relevant model compounds, identifies two previously uncharacterized intermediate species formed electrochemically; a-Na(3-x)Sb (x ≈ 0.4-0.5), a structure locally similar to crystalline Na3Sb (c-Na3Sb) but with significant numbers of sodium vacancies and a limited correlation length, and a-Na(1.7)Sb, a highly amorphous structure featuring some Sb-Sb bonding. The first sodiation breaks down the crystalline antimony to form first a-Na(3-x)Sb and, finally, crystalline Na3Sb. Desodiation results in the formation of an electrode formed of a composite of crystalline and amorphous antimony networks. We link the different reactivity of these networks to a series of sequential sodiation reactions manifesting as a cascade of processes observed in the electrochemical profile of subsequent cycles. The amorphous network reacts at higher voltages reforming a-Na(1.7)Sb, then a-Na(3-x)Sb, whereas lower potentials are required for the sodiation of crystalline antimony, which reacts to form a-Na(3-x)Sb without the formation of a-Na(1.7)Sb. a-Na(3-x)Sb is converted to crystalline Na3Sb at the end of the second discharge. We find no evidence of formation of NaSb. Variable temperature (23)Na NMR experiments reveal significant sodium mobility within c-Na3Sb; this is a possible contributing factor to the excellent rate performance of Sb anodes.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».