Cristin-resultat-ID: 2000520
Sist endret: 9. august 2022, 12:51
NVI-rapporteringsår: 2022
Resultat
Vitenskapelig artikkel
2022

Operando XRD studies on Bi2MoO6 as anode material for Na-ion batteries

Bidragsytere:
  • Anders Brennhagen
  • Carmen Cavallo
  • David Stephen Wragg
  • Vajeeston Ponniah
  • Anja Olafsen Sjåstad
  • Alexey Koposov
  • mfl.

Tidsskrift

Nanotechnology
ISSN 0957-4484
e-ISSN 1361-6528
NVI-nivå 1

Om resultatet

Vitenskapelig artikkel
Publiseringsår: 2022
Volum: 33
Hefte: 18
Artikkelnummer: 185402
Open Access

Importkilder

Scopus-ID: 2-s2.0-85124497405

Klassifisering

Vitenskapsdisipliner

Uorganisk kjemi

Emneord

Operando • Na-ionebatteri • Røntgendiffraksjon

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

Operando XRD studies on Bi2MoO6 as anode material for Na-ion batteries

Sammendrag

Based on the same rocking-chair principle as rechargeable Li-ion batteries, Na-ion batteries are promising solutions for energy storage benefiting from low-cost materials comprised of abundant elements. However, despite the mechanistic similarities, Na-ion batteries require a different set of active materials than Li-ion batteries. Bismuth molybdate (Bi2MoO6) is a promising NIB anode material operating through a combined conversion/alloying mechanism. We report an operando x-ray diffraction (XRD) investigation of Bi2MoO6-based anodes over 34 (de)sodiation cycles revealing both basic operating mechanisms and potential pathways for capacity degradation. Irreversible conversion of Bi2MoO6 to Bi nanoparticles occurs through the first sodiation, allowing Bi to reversibly alloy with Na forming the cubic Na3Bi phase. Preliminary electrochemical evaluation in half-cells versus Na metal demonstrated specific capacities for Bi2MoO6 to be close to 300 mAh g−1 during the initial 10 cycles, followed by a rapid capacity decay. Operando XRD characterisation revealed that the increased irreversibility of the sodiation reactions and the formation of hexagonal Na3Bi are the main causes of the capacity loss. This is initiated by an increase in crystallite sizes of the Bi particles accompanied by structural changes in the electronically insulating Na–Mo–O matrix leading to poor conductivity in the electrode. The poor electronic conductivity of the matrix deactivates the NaxBi particles and prevents the formation of the solid electrolyte interface layer as shown by post-mortem scanning electron microscopy studies.

Bidragsytere

Anders Brennhagen

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap ved Universitetet i Oslo
Inaktiv cristin-person

Carmen Cavallo

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap ved Universitetet i Oslo

David Stephen Wragg

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap ved Universitetet i Oslo
Aktiv cristin-person

Vajeeston Ponniah

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo

Anja Olafsen Sjåstad

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap ved Universitetet i Oslo
1 - 5 av 7 | Neste | Siste »