P2-Na_2/3 Ni_1/3 Mn_2/3 O₂ es un material de cátodo de óxido en capas típico para SIB, caracterizado por sus características estructurales únicas que proporcionan vías rápidas de transporte de iones y barreras de difusión más bajas para Na ⁺ iones. En consecuencia, ha atraído una importante atención por parte de numerosos investigadores.

Sin embargo, este material también enfrenta desafíos como transiciones multifásicas complejas y procesos redox aniónicos irreversibles, que limitan su rendimiento electroquímico. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar estrategias efectivas para modificar este material y mejorar su practicidad.

Ahora, en un estudio reciente publicado en Science China Chemistry , dirigido por el profesor Yao Xiao de la Facultad de Química e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Wenzhou, un equipo de investigadores propuso una estrategia de sustitución con Ti para aumentar el crecimiento monocristalino y diseñó un P2 monocristalino hidroestable de ~ 10 μm. sub>2/3 Ni_1/3 Mn_1/3 Ti_1/3 O₂ material del cátodo como prototipo.

"De acuerdo con la ley de Vegard, el parámetro de la red es cambiado por los componentes con una pendiente absoluta de Vegard similar del sistema. De lo contrario, los dopantes concentrados pueden migrar a las superficies y crear una película eutéctica que tiene un punto de fusión más bajo que los dos componentes puros. lo cual es beneficioso para la difusión atómica de la interfaz y el crecimiento de cristales. Por lo tanto, es razonable sospechar que Ti ⁴⁺ . con pendientes de Vegard más grandes se podría promover el crecimiento cristalino de los cátodos", afirma Xiao.

El estudio se centró en el proceso de formación, el comportamiento electroquímico, la evolución estructural y la estabilidad en el aire del P2-Na_2/3. Ni_1/3 Mn_1/3 Ti_1/3 O₂ a través de técnicas avanzadas de caracterización, y exploró la relación entre su estructura, función y propiedades.

Los resultados mostraron que la sustitución de Ti es beneficiosa para generar granos de gran tamaño, suprimir múltiples transiciones de fase e inhibir el anión redox irreversible a través de la regulación estructural. El material obtenido no sólo muestra una alta densidad de energía y ofrece un buen rendimiento del ciclo sino que también mejora enormemente el Na ⁺ . Cinética de transporte y estabilidad del aire.

En general, este estudio puede proporcionar información sobre la modulación estructural multifuncional para el desarrollo de materiales catódicos en capas a base de sodio de alto rendimiento para aplicaciones prácticas.