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Development of a New Mixed-Polyanion Cathode with Superior Electrochemical Performances for Na-Ion Batteries
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2019-12-10 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b04944 Jungmin Kang 1 , Hyunyoung Park 1 , Hyungsub Kim 2 , Jae Hyeon Jo 1 , Wonseok Ko 1 , Yongseok Lee 1 , Seung-Taek Myung 1 , Jongsoon Kim 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2019-12-10 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b04944 Jungmin Kang 1 , Hyunyoung Park 1 , Hyungsub Kim 2 , Jae Hyeon Jo 1 , Wonseok Ko 1 , Yongseok Lee 1 , Seung-Taek Myung 1 , Jongsoon Kim 1
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We report on Na4[Mn1.5Co1.5](PO4)2(P2O7) as a high-energy-density cathode material for sodium-ion batteries. Detailed structural information for Na4[Mn1.5Co1.5](PO4)2(P2O7) is obtained from Rietveld refinement of X-ray diffraction data. We confirm that 2.7 mol Na+ ions per formula unit (116 mA h g–1) can be (de)intercalated from the host Na4[Mn1.5Co1.5](PO4)2(P2O7) structure using first-principles calculation and various electrochemical tests. Moreover, Na4[Mn1.5Co1.5](PO4)2(P2O7) exhibits that 73% of the capacity at C/10 is retained even at 10 C (84 mA h g–1). Notably, Na4[Mn1.5Co1.5](PO4)2(P2O7) delivers a high capacity retention of ∼75% compared with the initial capacity for 300 cycles with a high Coulombic efficiency of more than 99%. The redox reaction mechanism of Na4[Mn1.5Co1.5](PO4)2(P2O7) during charge/discharge is also confirmed through combined studies using first-principles calculation and operando X-ray absorption near-edge structure analyses.
中文翻译：
具有优异电化学性能的钠离子电池新型混合聚阴离子阴极的开发
我们报道了Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）作为钠离子电池的高能量密度阴极材料。Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）的详细结构信息可从X射线衍射数据的Rietveld精修获得。我们确认，2.7摩尔的Na +每单位式（116毫安汞离子-1从主机娜嵌入）可以是（DE）4 [锰1.5钴1.5用第一性原理计算和各种电化学测试获得]（PO 4）2（P 2 O 7）结构。此外，Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）表现出即使在10 C（84 mA hg –1）时仍保留了73％的C / 10容量。值得注意的是，Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）与300个循环的初始容量相比，可提供约75％的高容量保留率，库仑效率高达99％以上。Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）在充电/放电过程中的氧化还原反应机理也通过使用第一性原理计算和操作X射线吸收近边缘结构分析的组合研究得到了证实。 。
更新日期：2019-12-11
中文翻译：
具有优异电化学性能的钠离子电池新型混合聚阴离子阴极的开发
我们报道了Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）作为钠离子电池的高能量密度阴极材料。Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）的详细结构信息可从X射线衍射数据的Rietveld精修获得。我们确认，2.7摩尔的Na +每单位式（116毫安汞离子-1从主机娜嵌入）可以是（DE）4 [锰1.5钴1.5用第一性原理计算和各种电化学测试获得]（PO 4）2（P 2 O 7）结构。此外，Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）表现出即使在10 C（84 mA hg –1）时仍保留了73％的C / 10容量。值得注意的是，Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）与300个循环的初始容量相比，可提供约75％的高容量保留率，库仑效率高达99％以上。Na 4 [Mn 1.5 Co 1.5 ]（PO 4）2（P 2 O 7）在充电/放电过程中的氧化还原反应机理也通过使用第一性原理计算和操作X射线吸收近边缘结构分析的组合研究得到了证实。 。
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