Stabilizing anionic redox in Mn-rich P2-type layered oxide material by Mg substitution
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F23%3A43933908" target="_blank" >RIV/60461373:22310/23:43933908 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723031819?via%3Dihub" target="_blank" >https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723031819?via%3Dihub</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2023.144450" target="_blank" >10.1016/j.cej.2023.144450</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Stabilizing anionic redox in Mn-rich P2-type layered oxide material by Mg substitution
Popis výsledku v původním jazyce
Anionic oxygen redox reactions provide additional reversible capacity beyond 4 V in Mn-rich layered oxide cathodes; however, the irreversible anionic redox intensifies the structural deterioration, resulting in capacity fading. This study reports a stable anionic redox in Mn-rich P2-type Na0.67Mn0.8Fe0.1Ni0.1O2 by substituting Ni via Mg in the TM layer. The similarities in size and valence state of Mg2+ and Ni2+ confirm the homogenous substitution of Mg2+ into the TM layer, maintaining the layered structure. Mg2+ ion in the TM layer provides thermodynamic phase stability and facilitates the extra charge on the O atom that aggravates the oxidation of O, mitigating irreversible oxygen redox. As a result, Na0.67Mn0.8Fe0.1Mg0.1O2 displayed better reversibility in an expanded voltage range of 1.5-4.5 V and improved rate capability compared to Na0.67Mn0.8Fe0.1Ni0.1O2. Furthermore, Mg substitution reinforces the reversibility of the P2-O2 phase transition and improves Na+ diffusion kinetics. Hence, the profound study on Mg substitution in Mn-rich P2-type layered oxide is constructive to stabilize the anionic oxygen redox.
Název v anglickém jazyce
Stabilizing anionic redox in Mn-rich P2-type layered oxide material by Mg substitution
Popis výsledku anglicky
Anionic oxygen redox reactions provide additional reversible capacity beyond 4 V in Mn-rich layered oxide cathodes; however, the irreversible anionic redox intensifies the structural deterioration, resulting in capacity fading. This study reports a stable anionic redox in Mn-rich P2-type Na0.67Mn0.8Fe0.1Ni0.1O2 by substituting Ni via Mg in the TM layer. The similarities in size and valence state of Mg2+ and Ni2+ confirm the homogenous substitution of Mg2+ into the TM layer, maintaining the layered structure. Mg2+ ion in the TM layer provides thermodynamic phase stability and facilitates the extra charge on the O atom that aggravates the oxidation of O, mitigating irreversible oxygen redox. As a result, Na0.67Mn0.8Fe0.1Mg0.1O2 displayed better reversibility in an expanded voltage range of 1.5-4.5 V and improved rate capability compared to Na0.67Mn0.8Fe0.1Ni0.1O2. Furthermore, Mg substitution reinforces the reversibility of the P2-O2 phase transition and improves Na+ diffusion kinetics. Hence, the profound study on Mg substitution in Mn-rich P2-type layered oxide is constructive to stabilize the anionic oxygen redox.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
20400 - Chemical engineering
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Chemical Engineering Journal
ISSN
1385-8947
e-ISSN
1873-3212
Svazek periodika
471
Číslo periodika v rámci svazku
September 2023
Stát vydavatele periodika
CH - Švýcarská konfederace
Počet stran výsledku
10
Strana od-do
144450
Kód UT WoS článku
001040477300001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85164302986