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Niobium-doped layered cathode material for high-power and low-temperature sodium-ion batteries

2022· article· en· 354 citations· W4282037715 sur OpenAlex· 10.1038/s41467-022-30942-z

Pourquoi ce travail est-il dans la base ?

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

Organisme subventionnaire canadienUn organisme canadien l'a financé. Le travail peut ne porter aucune affiliation canadienne.

Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Scores machine (provisoires)

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,265
Écart entre enseignants
0,253 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validation
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 découle

Résumé

Abstract The application of sodium-based batteries in grid-scale energy storage requires electrode materials that facilitate fast and stable charge storage at various temperatures. However, this goal is not entirely achievable in the case of P2-type layered transition-metal oxides because of the sluggish kinetics and unfavorable electrode|electrolyte interphase formation. To circumvent these issues, we propose a P2-type Na 0.78 Ni 0.31 Mn 0.67 Nb 0.02 O 2 (P2-NaMNNb) cathode active material where the niobium doping enables reduction in the electronic band gap and ionic diffusion energy barrier while favoring the Na-ion mobility. Via physicochemical characterizations and theoretical calculations, we demonstrate that the niobium induces atomic scale surface reorganization, hindering metal dissolution from the cathode into the electrolyte. We also report the testing of the cathode material in coin cell configuration using Na metal or hard carbon as anode active materials and ether-based electrolyte solutions. Interestingly, the Na||P2-NaMNNb cell can be cycled up to 9.2 A g −1 (50 C), showing a discharge capacity of approximately 65 mAh g −1 at 25 °C. Furthermore, the Na||P2-NaMNNb cell can also be charged/discharged for 1800 cycles at 368 mA g −1 and −40 °C, demonstrating a capacity retention of approximately 76% and a final discharge capacity of approximately 70 mAh g −1 .

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La notice

Revue
Nature Communications
Thématique
Advancements in Battery Materials
Domaine
Engineering
Établissements canadiens
Organismes subventionnaires
Natural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchNational Natural Science Foundation of ChinaUniversity of SaskatchewanCanadian Light SourceScience and Technology Commission of Shanghai MunicipalityNatural Science Foundation of Shanghai
Mots-clés
DopingNiobiumCathodeMaterials scienceIonSodiumNiobium oxideOptoelectronicsChemistryMetallurgyPhysical chemistry
Résumé présent dans OpenAlex
oui