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프러시안 화이트는 가격이 저렴하기 때문에 높은 용량과 높은 작동 전압을 갖춘 소듐 이온 배터리의 실행 가능성이 높은 양극 재료가 되었다. 그러나 사이클 안정성과 관련된 어려움으로 인해 실제 적용이 방해된다. 이러한 어려움은 주로
격자 구조의 상당한 결함과 되돌릴 수 없는 상전이로 인해 발생하는 부적절한 구조적 안정성으로 인해 발생한다. 본 연구에서는 프러시안 화이트의 ...

프러시안 화이트는 가격이 저렴하기 때문에 높은 용량과 높은 작동 전압을 갖춘 소듐 이온 배터리의 실행 가능성이 높은 양극 재료가 되었다. 그러나 사이클 안정성과 관련된 어려움으로 인해 실제 적용이 방해된다. 이러한 어려움은 주로
격자 구조의 상당한 결함과 되돌릴 수 없는 상전이로 인해 발생하는 부적절한 구조적 안정성으로 인해 발생한다. 본 연구에서는 프러시안 화이트의 망간 사이트를 10% 구리로 대체하여 이러한 문제를 해결하는 접근 방식을 제안한다.
구리는 충방전 과정에서 전기화학적 산화환원 반응이 없기 때문에 구리를 대체하면 능면체에서 입방체로의 가역적 위상 이동으로 인한 구조적 응력을 줄여 장기 사이클링 안정성이 크게 향상되었다. 특히, PW-Cu10은 하드카본 음극과 함께 파우치형 풀셀에 사용될 수 있음을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Prussian white (PW) has become a highly viable cathode material for sodium-ion batteries with high specific capacities and high operating voltages since it is affordable. However, difficulties relating to inadequate cycle stability hinder its practical application. These difficulties mainly arise fr...

Prussian white (PW) has become a highly viable cathode material for sodium-ion batteries with high specific capacities and high operating voltages since it is affordable. However, difficulties relating to inadequate cycle stability hinder its practical application. These difficulties mainly arise from inadequate structural stability caused by sizable flaws in the lattice structures and irreversible phase transitions. In this work, we suggest a unique approach to address these issues by replacing the PW manganese sites with 10% copper. Cu substitution facilitated the development of less interstitial water and faults throughout the synthesis process. Since Cu has no electrochemical redox reactions during the charge-discharge process, substituting Cu has significantly improved the PW cathode's long-term cycling stability by reducing structural stress brought on by the reversible phase shift from rhombohedral to cubic. Significantly, PW-Cu10 showed that it may be used in pouch-type complete cells in conjunction with hard carbon anodes.

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