उच्च-क्षमता सोडियम-आयन बैटरी के लिए स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक संरचना नियमन के माध्यम से परतदार ऑक्साइड कैथोड के प्रतिकूल चरण संक्रमण का दमन

सोडियम-आयन बैटरी के लिए O3-प्रकार के परतदार कैथोड की उच्च-वोल्टेज स्थिरता को आगे बढ़ाना ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों में उनकी प्रगति को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, इस प्रकार के कैथोड को अक्सर उच्च वोल्टेज (यानी, >4.0 V बनाम Na+/Na) पर जटिल चरण संक्रमण और संरचनात्मक विघटन का सामना करना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप तेज क्षमता गिरावट होती है। यहां, हम O3-प्रकार के परतदार ऑक्साइड कैथोड में ऑक्सीजन तत्वों की इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को संशोधित करने के लिए एक Li/Ti सह-स्थानापन्न रणनीति प्रस्तुत करते हैं। यह जानबूझकर किया गया समायोजन चरण संक्रमण को एक साथ कम करता है और सोडियम आयनों के निष्कर्षण से उत्पन्न शील्डिंग प्रभाव की कमजोर होने का मुकाबला करता है, इस प्रकार TM परत के भीतर इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन को बढ़ाता है और 2.0-4.3 V के वोल्टेज रेंज में उत्पन्न O3-OP2 चरण संक्रमण को प्रेरित और अनुकूलित करता है। नतीजतन, सह-स्थानापन्न NaLi1/9Ni1/3Mn4/9Ti1/9O2 2.0-4.3 V के वोल्टेज रेंज में 1C पर 161.2 mAh g-1 की अद्भुत क्षमता प्रदर्शित करता है, और 100 साइकल तक स्थिर साइक्लिंग प्राप्त की गई है। यह कार्य तत्व स्थानापन्नता के अंतःपरत बलों और चरण संक्रमण पर प्रभाव तंत्र को दर्शाता है, जो O3-प्रकार की सामग्रियों के अनुकूलन के लिए एक महत्वपूर्ण संदर्भ प्रदान करता है।