Suppression de la transition de phase P2–O2 de Na0.67Mn0.67Ni0.33O2 par substitution de magnésium pour améliorer les batteries sodium-ion.

Résumé Les batteries sodium-ion (SIBs) à température ambiante ont montré un grand potentiel dans le stockage d'énergie à l'échelle du réseau, les appareils électroniques portables et les véhicules électriques en raison de l'abondance de sodium peu coûteux. Les oxydes en couches à base de sodium avec une structure en couches de type P2 ont été considérés comme l'un des matériaux cathodiques les plus prometteurs pour les SIBs. Cependant, ils souffrent de la transition de phase P2–O2 indésirable, qui conduit à une dégradation rapide de la capacité et à des capacités réversibles limitées. Ici, nous montrons que ce problème peut être considérablement atténué en substituant certains des ions nickel par du magnésium pour obtenir Na 0.67 Mn 0.67 Ni 0.33− x Mg x O 2 (0≤ x ≤0.33). Tant la capacité réversible que la rétention de capacité du matériau cathodique de type P2 ont été remarquablement améliorées, la transition de phase P2–O2 étant ainsi supprimée lors des cycles. Cette stratégie pourrait également être applicable à la modulation des propriétés physiques et chimiques des oxydes en couches et fournit de nouvelles perspectives sur la conception rationnelle de matériaux cathodiques de haute capacité et hautement stables pour les SIBs.