Revealing the role of the amorphous phase in Na0.74CoO2/C/N composite cathode
Revealing the role of the amorphous phase in Na0.74CoO2/C/N composite cathode
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揭示非晶相在Na0.74CoO2/C/N复合阴极中的作用
DOI：
10.1016/j.jallcom.2019.152616
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发表时间：
2020-01
影响因子：
6.2
通讯作者：
Yue Yuanzheng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Zhaoyang;Xiong Fangyu;Tao Haizheng;Yue Yuanzheng
为了优化Na0·74CoO2基钠离子电池正极材料，我们通过烧结ZIF-4(Co) (Co [H2C3N2]2)和Na2CO3的混合物制备了一系列Na0·74CoO2/C/N基复合材料，其具有不同的Na/Co摩尔比(X=0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、 1.0、1.1、1.2 和 2.0)，800°C 6 小时。通过电化学表征，我们发现X=0.7（NC-0.7）的复合材料表现出最佳的钠存储性能，即优异的钠存储容量（0.1C下为107.9mAhg−1）和高循环稳定性（10C下循环500次后放电容量保持率为74%）。此外，对于这种 NC-0.7 复合材料，我们发现第一次循环的充电 (59.8mAhg−1) 和放电 (107.9mAhg−1) 容量之间存在很大差异 (48.1mAhg−1)。利用X射线光电子能谱、高分辨率透射电子显微镜和扫描透射电子显微镜，我们阐明了大容量差异的原子尺度根源，并揭示了所制备的Na0·74CoO2/C/N复合正极中非晶相的作用。
To optimize the Na0·74CoO2-based cathode materials for sodium-ion batteries, we fabricated a series of Na0·74CoO2/C/N-based composites by sintering the mixtures of ZIF-4(Co) (Co [H2C3N2]2) and Na2CO3, which possess various molar Na/Co ratios (X = 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2 and 2.0), at 800 °C for 6 h. By performing the electrochemical characterizations, we found that the composite with X = 0.7 (NC-0.7) exhibits the optimum sodium storage performance, i.e., excellent Na+storage capacity (107.9 mA h g−1at 0.1 C), and high cycling stability (74% of the discharge capacity retention after 500 cycles at 10 C). In addition, for this NC-0.7 composite, we discovered a large difference (48.1 mA h g−1) between the charging (59.8 mA h g−1) and discharging (107.9 mA h g−1) capacities for the first cycle. Using the X-ray photoelectron spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, and scanning transmission electron microscope, we clarified the atomic-scale origin of the large capacity difference, and revealed the role of the amorphous phase in the as-prepared Na0·74CoO2/C/N composite cathode.
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