SNU CBE

Edge-Plane-Selective Formation of Mn Vacancies in β-Na0.7MnO2+y for Air-Stable Cathode Materials in Sodium-Ion Batteries

2025 · ACS Materials Letters

저자

Hyeongi Kim, Chang-eui Yang, Sukhyung Lee, Byunghyun Yun, Tae-Hun Kim, Suyeon Lee, Joon Ha Chang, Beom Tak Na, Hochun Lee, Young-Jin Kim, 이규태 (Kyu Tae Lee)

연구주제

Advancements in Battery Materials · Advanced Battery Materials and Technologies · Supercapacitor Materials and Fabrication

NTIS 과학기술표준분류

가장 가까운 분류(전기/전자 > 전지 > 이차전지)가 화학·화공 범위 밖이다. 배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류.

AI 연구 키워드·방법

대기 안정성 manganese vacancy P2형 망간 산화물 양극 소듐이온 전지(나트륨이온 전지)

키워드 (OpenAlex)

manganese vacancies edge planes sodium-ion battery cathodes air stability oxygen insertion phase transition suppression birnessite low-temperature oxidation

초록

Manganese-based P2-type Na x MnO 2+ y, particularly β-Na 0.7 MnO 2+ y, exhibit high reversible capacity but are prone to stability issues, especially hydration-induced degradation when exposed to air. Herein, a significant improvement in the air stability of β-Na 0.7 MnO 2+ y cathodes is achieved through a selective transition of their edge planes to α-Na 0.7 MnO 2+ z . When β-Na 0.7 MnO 2+ y particles are oxidized at a relatively low temperature (350 °C), oxygen is selectively inserted at the edge planes due to the higher energy barrier for oxygen insertion at the basal planes compared with the edge planes. This mild oxidation selectively locally creates manganese vacancies near the edge plane surface, promoting the exclusive formation of α-Na 0.7 MnO 2+ z on the edge surface. The α-Na 0.7 MnO 2+ z nanolayers on the edge planes effectively suppress H 2 O insertion during air exposure, e…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

이규태

연구주제 1

Advancements in Battery Materials

키워드 3

소듐이온 전지(나트륨이온 전지) · 대기 안정성 · P2형 망간 산화물 양극