低钴 P2 型钠离子电池阴极材料中改进的界面电阻与晶体结构稳定性
材料科学
2024-08-06 v1
摘要
我们描述了一种 P2 型钠离子电池阴极材料：Na0.67Mn0.625Fe0.25Co0.125O2（NMFCO）。该配方比早期研究中的材料钴含量显著更低，在 1.5 到 4.3 V 范围内实现了接近 190 mAhg-1 的放电容量和超过 500 mWhg-1 的比特能。该材料还显示出比类似材料更好的结构稳定性。这种变化——从原相（P63/mmc、P63（OP4）或正交 Cmcm）到所谓的 Z 相——是其他 P2 型阴极（如 Na0.67Mn0.65Fe0.35O2（NMFO））中常见的现象。我们提出了两种等效电路模型来理解我们电池中电化学过程，其中采用钠金属阳极。我们的等效电路建模结合对初始电流斜率的分析，揭示了固体电解质界面处的极化和界面电荷传递电阻显著降低。我们揭示了晶体结构稳定性、较低的内部电阻、相对较高的比特能密度以及改进的电池健康度共同作用，使得这种低钴 P2 型阴极配方成为新型钠离子电池的非常有前景的候选材料。
引用
@article{arxiv.2408.01595,
title = {Improved interfacial resistance and crystal-structure stability in a low-cobalt P2-type sodium-ion battery cathode material},
author = {William Rexhausen and Christian Parsons and Uma Garg and Deyang Qu and Prasenjit Guptasarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.01595},
year = {2024}
}
备注
49 pages, 9 figures