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Electrochemical In Situ Synthesis: A New Synthesis Route for Redox Active Manganese Oxides for Rechargeable Sodium Ion Battery through Initial Charge Process

Kataoka, R. Kitta, M. Takeichi, N. Kiyobayashi, T.
  • 초록  

    Positive electrode active materials for the rechargeable sodium ion battery are in-situ synthesized during initial charge process in an electrochemical cell from precursor composites of Na 2 O 2 and Mn 3 O 4 . Unlike the synthesis of metal oxides, e.g., α-NaFeO 2 , etc., the present materials are subjected to no heat-treatment. When beginning with a precursor composite of which the Na/Mn ratio is 1.0, the electrode delivers 194 mA h g − 1 during the subsequent discharge process. The electrode retains 84% of the initial discharge capacity after 30 cycles. X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy identifies three phases in the precursor composite; i.e., crystalline Mn 3 O 4 and Na 2 O 2 as well as an amorphous phase. Ex-situ XRD reveals that Mn 3 O 4 in the precursor transforms to λ-MnO 2 after the initial charge process as a result of the in-situ synthesis. Moreover, we also found the composite functions when the Na/Mn ratio of the composite is more than 1.0. An extra amount of Na can be provided to cancel the irreversible capacity of the negative electrode when we start from a composite of which the Na/Mn ratio is greater than 1.0, whereby we demonstrate the feasibility of a full-cell.


  • 주제어

    in situ synthesis .   manganese oxide .   positive electrode .   sodium ion battery.  

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