<i>Ex Situ</i> <sup>23</sup>Na Solid-State NMR Reveals the Local Na-Ion Distribution in Carbon-Coated Na<sub>2</sub>FePO<sub>4</sub>F during Electrochemical Cycling
Notice bibliographique
Résumé
The potential Na-ion cathode material Na 2 FePO 4 F is investigated here by ex situ 23 Na solid-state nuclear magnetic resonance (ssNMR) in order to characterize the structure and ion mobility as a function of electrochemical cycling. The use of fast magic angle spinning (MAS) speeds of 65 kHz allows for the collection of high-resolution 23 Na NMR spectra that reveal two unique peaks at +450 and −175 ppm, corresponding to the two crystallographically unique Na sites in the material of interest. Two-dimensional NMR exchange spectroscopy results reveal that chemical exchange between the Na ions residing in distinct environments has a maximum hopping rate of ∼200 Hz. The collection of one-dimensional NMR spectra as a function of electrochemical cycling reveals the reproducible formation of a new peak at +320 ppm in the 23 Na NMR spectrum at all intermediate states of charge. The appearance of this resonance at +320 ppm is attributed to the fully oxidized (NaFePO 4 F) phase that is present even upon initial electrochemical oxidation. The simultaneous existence of both the pristine and oxidized phases suggest formation of two distinct phases upon charging, consistent with a two-phase desodiation mechanism. This two-phase arrangement of Na ions persists for multiple charge/discharge cycles and is congruent with high reversibility of Na (de)intercalation in Na 2 FePO 4 F cathodes. These findings imply that the Na 2 FePO 4 F framework is incredibly structurally stable with a robust intercalation process, despite a lack of ideal sodium-ion kinetics.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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 | 0,001 | 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 ».