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Résumé Le matériau cathodique en couches P2-Na0,67Ni0,15Fe0,2Mn0,65O2 (P2-NFM) a suscité un grand intérêt dans les batteries sodium-ion en raison de sa grande capacité théorique, de son faible coût et de son respect de l'environnement. Cependant, le P2-NFM présente une transition de phase irréversible et un glissement des couches de métaux de transition dans la plage de haute tension pendant le processus de charge, ce qui entraîne une diminution progressive de la performance du matériau cathodique. Il est donc nécessaire d'examiner le mécanisme de transition de phase du P2-NFM ainsi que l'effet de la transition de phase sur sa performance. Ici, en utilisant la spectroscopie de diffraction des rayons X ex situ et la spectroscopie photoélectronique par rayons X, la structure cristalline et les changements de liaison des TM (métaux de transition) causés par la transition de phase sont élucidés. Il est constaté que le P2-NFM est enclin à subir une transition de phase irréversible P2-O2 à haute tension, provoquant des changements dans les paramètres de réseau et une dégradation rapide de la capacité. La transition de phase irréversible est principalement due à la transformation dynamique des états de valence du Fe et du Ni dans les matériaux P2-NFM à haute tension. C'est ce processus qui entraîne des fluctuations irréversibles dans les longueurs de liaison entre ces éléments et l'oxygène, instiguant ainsi un glissement inter-couches au sein du matériau. De plus, le mécanisme de compensation de charge du P2-NFM a été élucidé sur la base de l'étude de son processus de charge initial. Les résultats montrent que la compensation de charge est principalement contribué par le Ni et le Fe dans la plage de haute tension, tandis que par une petite quantité de Mn dans la plage de basse tension. Cela révèle la cause essentielle de la transition de phase défavorable des matériaux P2-NFM et indique la direction pour améliorer la stabilité du cyclage de ces matériaux en oxyde en couches.
Li et al. (Ven,) ont étudié cette question.