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2025 article

Synergistical Engineering of Vacancy and Doping Enables High‐Rate and Ultrastable Na 4 Fe 2 Mn(PO 4 ) 2 P 2 O 7 Cathode for Sodium Ion Batteries

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Le résumé fourni par la source

Abstract Iron‐manganese‐based polyanionic compounds (Na 4 Fe 3‐x Mn x (PO 4 ) 2 P 2 O 7 ) have attracted extensive interest as cathode for sodium ion batteries (SIBs) owing to higher working voltage, and higher energy density compared to Na 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 . However, such cathode suffers from sluggish Na + diffusion, severe voltage hysteresis, and large structural strain caused by Jahn‐Teller distortion of Mn 3+ . Taking Na 4 Fe 2 Mn(PO 4 ) 2 P 2 O 7 (NFMPP) as an example, herein, a synergistic engineering strategy of vacancy and doping for constructing Na 4 Fe 2 Mn 1‐5y/3 Nb 2y/3 □ y (PO 4 ) 2 P 2 O 7 cathodes (□: vacancy) is developed where vacancies endow rigid MnO 6 octahedra more flexible for boosting Na + mobility while Nb doping stabilize crystal structure. Based on theoretical calculations and electrochemical characterizations, the optimized Na 4 Fe 2 Mn 0.9 Nb 0.04 □ 0.06 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 exhibits the lowest Na + diffusion energy barrier, the best rate capability and cyclability at both room temperature and elevated temperature than those of NFMPP with only vacancy/doping. Such cathode shows a specific capacity of 63.6 mAh g −1 at 50 C, a capacity retention of 91.0% after 10 000 cycles at 10 C, and a capacity retention of 70.1% after 3 000 cycles at 10 C (50 °C) in half cell, and also delivers a reversible capacity of 96.5 mAh g −1 at 0.1 C and a capacity retention of 88.2% after 300 cycles in full cell.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Synergistical Engineering of Vacancy and Doping Enables High‐Rate and Ultrastable Na <sub>4</sub> Fe <sub>2</sub> Mn(PO <sub>4</sub> ) <sub>2</sub> P <sub>2</sub> O <sub>7</sub> Cathode for Sodium Ion Batteries
Date Crossref
02/05/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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