Air‐Stable Na 3.5 C 6 O 6 as a Sodium Compensation Additive in Cathode of Na‐Ion Batteries
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Abstract Sodium‐ion battery (SIB) is a candidate for the stationary energy storage systems because of the low cost and high abundance of sodium. However, the energy density and lifespan of SIBs suffer severely from the irreversible consumption of the Na‐ions for the formation of the solid electrolyte interphase (SEI) layer and other side reactions on the electrodes. Here, Na 3.5 C 6 O 6 is proposed as an air‐stable high‐efficiency sacrificial additive in the cathode to compensate for the lost sodium. It is characteristic of low desodiation (oxidation) potential (3.4–3.6 V vs . Na + /Na) and high irreversible desodiation capacity (theoretically 378 mAh g −1 ). The feasibility of using Na 3.5 C 6 O 6 as a sodium compensation additive is verified with the improved electrochemical performances of a Na 2/3 Ni 1/3 Mn 1/3 Ti 1/3 O 2 ǀǀhard carbon cells and cells using other cathode materials. In addition, the structure of Na 3.5 C 6 O 6 and its desodiation path are also clarified on the basis of comprehensive physical characterizations and the density functional theory (DFT) calculations. This additive decomposes completely to supply abundant Na ions during the initial charge without leaving any electrochemically inert species in the cathode. Its decomposition product C 6 O 6 enters the carbonate electrolyte without bringing any detectable negative effects. These findings open a new avenue for elevating the energy density and/or prolonging the lifetime of the high‐energy‐density secondary batteries.
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- Titre Crossref
- Air‐Stable Na <sub>3.5</sub> C <sub>6</sub> O <sub>6</sub> as a Sodium Compensation Additive in Cathode of Na‐Ion Batteries
- Date Crossref
- 11/06/2024
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Institute of Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Soochow University Institute of Functional Nano and Soft Materials (FUNSOM) pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Beijing National Laboratory for Molecular Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Center for Nanoscience and Technology pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Shandong Jianzhu University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tianmu Lake Institute of Advanced Energy Storage Technologies (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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College of Materials Science and Opto-Electronic Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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School of Physical Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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