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Physico-Chemical Features of Undoped and Fe/Cu-Doped
Na0.67MnO2-Layered Cathodes for Sodium Batteries

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Physico-Chemical Features of Undoped and Fe/Cu-Doped
Na0.67MnO2-Layered Cathodes for Sodium Batteries

Il nostro obiettivo era sintetizzare campioni di Na0.67MnO2 (NMO) non drogati e drogati con Cu o Fe attraverso sintesi sol-gel, con una diversa fase di raffreddamento a temperatura ambiente, cioè in modo naturale o tramite tempra. La formazione di una miscela di polimorfi è stata osservata, così come le differenze nella morfologia esterna dei grani delle polveri. L’uso di tecniche spettroscopiche, spettroscopia di Mössbauer per i campioni drogati con Fe e risonanza paramagnetica elettronica, ha permesso di ottenere informazioni sugli stati di ossidazione dei metalli di transizione e di fornire suggerimenti sull’ordinamento magnetico, nonché sulla possibile presenza di impurezze magnetiche, permettendoci di comprendere la loro influenza sulle prestazioni elettrochimiche dei materiali.

Na0.67MnO2 (NMO) si distingue tra i materiali catodici stratificati utilizzati per le batterie al sodio grazie ai suoi valori di elevata capacità, basso costo e compatibilità ambientale. Sfortunatamente, durante la ciclazione sorgono molti inconvenienti, ma la personalizzazione della nanostruttura e il drogaggio possono aiutare a mitigarli. Il nostro obiettivo era sintetizzare campioni NMO non drogati e drogati con Cu o Fe tramite il percorso sol-gel, con una diversa fase di raffreddamento a temperatura ambiente, cioè in modo naturale o tramite temperatura. È stata osservata la formazione di una miscela di polimorfi, nonché differenze nella morfologia esterna dei grani delle polveri.

 

L’uso di tecniche spettroscopiche, spettroscopia di Mössbauer per i campioni drogati con Fe e risonanza paramagnetica elettronica, ha permesso di ottenere informazioni sugli stati di ossidazione dei metalli di transizione e di fornire suggerimenti sull’ordinamento magnetico, nonché sulla possibile presenza di impurezze magnetiche . I risultati della voltammetria ciclica e dei cicli galvanostatici sono stati interpretati sulla base dei dati spettroscopici: l’introduzione di sostituenti, in generale, peggiora i valori di capacità, a causa della diminuzione della quantità di P2 e dell’introduzione di distorsioni strutturali. La stabilità strutturale dei campioni in aria in funzione del tempo è stata analizzata anche tramite diffrazione di raggi X, dimostrando l’effetto positivo della presenza di Cu.

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