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doi:10.22028/D291-37536
Titel: | P2-type layered high-entropy oxides as sodium-ion cathode materials |
VerfasserIn: | Wang, Junbo Dreyer, Sören L. Wang, Kai Ding, Ziming Diemant, Thomas Karkera, Guruprakash Ma, Yanjiao Sarkar, Abhishek Zhou, Bei Gorbunov, Mikhail V. Omar, Ahmad Mikhailova, Daria Presser, Volker Fichtner, Maximilian Hahn, Horst Brezesinski, Torsten Breitung, Ben Wang, Qingsong |
Sprache: | Englisch |
Titel: | Materials futures |
Bandnummer: | 1 |
Heft: | 3 |
Verlag/Plattform: | IOP Science |
Erscheinungsjahr: | 2022 |
Freie Schlagwörter: | P2-type layered cathode high-entropy oxides sodium-ion battery gassing behavior manganese leaching |
DDC-Sachgruppe: | 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | P2-type layered oxides with the general Na-deficient composition Na x TMO2 (x < 1, TM: transition metal) are a promising class of cathode materials for sodium-ion batteries. The open Na+ transport pathways present in the structure lead to low diffusion barriers and enable high charge/discharge rates. However, a phase transition from P2 to O2 structure occurring above 4.2 V and metal dissolution at low potentials upon discharge results in rapid capacity degradation. In this work, we demonstrate the positive effect of configurational entropy on the stability of the crystal structure during battery operation. Three different compositions of layered P2-type oxides were synthesized by solid-state chemistry, Na0.67(Mn0.55Ni0.21Co0.24)O2, Na0.67(Mn0.45Ni0.18Co0.24Ti0.1Mg0.03)O2 and Na0.67(Mn0.45Ni0.18Co0.18Ti0.1Mg0.03Al0.04Fe0.02)O2 with low, medium and high configurational entropy, respectively. The high-entropy cathode material shows lower structural transformation and Mn dissolution upon cycling in a wide voltage range from 1.5 to 4.6 V. Advanced operando techniques and post-mortem analysis were used to probe the underlying reaction mechanism thoroughly. Overall, the high-entropy strategy is a promising route for improving the electrochemical performance of P2 layered oxide cathodes for advanced sodium-ion battery applications. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1088/2752-5724/ac8ab9 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2752-5724/ac8ab9 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-375363 hdl:20.500.11880/33965 http://dx.doi.org/10.22028/D291-37536 |
ISSN: | 2752-5724 |
Datum des Eintrags: | 11-Okt-2022 |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Volker Presser |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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