_ Un catod de oxid cu un singur cristal, stabil la aer, bazat pe modulație structurală multifuncțională

20:59 2024-03-20 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Un aer -catod de oxid stratificat cu un singur cristal stabil, bazat pe modulație structurală multifuncțională

Bateriile cu ioni de sodiu (SIB) sunt considerate un sistem promițător de stocare a energiei datorită proprietăților lor superioare de siguranță, prețului scăzut și rezervelor abundente de sodiu, în timp ce dezvoltarea materialelor electrozilor joacă o funcție critică în performanța SIB-urilor.

P2-Na2/3Ni1/3Mn2/3O2 este un material catodic de oxid stratificat tipic pentru SIB, caracterizat prin caracteristicile sale structurale unice care asigură rapid căile de transport ionic și barierele de difuzie inferioare pentru ionii Na+. În consecință, a atras o atenție semnificativă din partea numeroși cercetători.

Cu toate acestea, acest material se confruntă și cu provocări, cum ar fi tranziția multifazică complexă și procesele redox anionice ireversibile, care îi limitează performanța electrochimică. Prin urmare, există o nevoie urgentă de a dezvolta strategii eficiente pentru modificarea acestui material pentru a-i spori caracterul practic.

Acum, într-un studiu recent publicat în Science China Chemistry, condus de profesorul Yao Xiao de la Colegiul de Chimie și Ingineria Materialelor de la Universitatea Wenzhou, o echipă de cercetători a propus o strategie de stimulare a creșterii monocristaline cu Ti-substituit și a proiectat ca prototip un material catod monocristal P2-Na2/3Ni1/3Mn1/3Ti1/3O2 hidrostabil de ~10 μm. .

„Conform legii lui Vegard, parametrul rețelei este modificat de către constituenții cu panta absolută similară a lui Vegard a sistemului. În caz contrar, dopanții concentrați pot migra la suprafețe și pot crea o peliculă eutectică care are un strat mai mic. punct de topire decât cele două componente pure, ceea ce este benefic pentru difuzia atomică a interfeței și creșterea cristalelor. Prin urmare, este rezonabil să bănuim că Ti4+ cu pante mai mari ale lui Vegard ar putea promova creșterea cristalelor catozilor", spune Xiao.

p>Studiul sa concentrat pe procesul de formare, comportamentul electrochimic, evoluția structurală și stabilitatea aerului a P2-Na2/3Ni1/3Mn1/3Ti1/3O2 prin tehnici avansate de caracterizare și a explorat relația dintre structura, funcția și proprietățile acestuia.

Rezultatele au arătat că înlocuirea Ti este benefică pentru generarea de boabe de dimensiuni mari, suprimarea tranzițiilor multiple de fază și inhibarea redox-ului anionic ireversibil prin reglarea structurală. Materialul obținut nu numai că prezintă o densitate mare de energie și oferă o performanță bună a ciclului, ci și îmbunătățește considerabil cinetica de transport Na+ și stabilitatea aerului.

În general, acest studiu poate oferi perspective asupra modulării structurale multifuncționale pentru dezvoltarea materiale catodice stratificate pe bază de sodiu de performanță pentru aplicații practice.

(Fluierul)